WO2011000552A2 - Burner for combusting solid fuel - Google Patents

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WO2011000552A2
WO2011000552A2 PCT/EP2010/003947 EP2010003947W WO2011000552A2 WO 2011000552 A2 WO2011000552 A2 WO 2011000552A2 EP 2010003947 W EP2010003947 W EP 2010003947W WO 2011000552 A2 WO2011000552 A2 WO 2011000552A2
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combustion tube
combustion
boiler
burner
tube
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PCT/EP2010/003947
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WO2011000552A3 (en
Inventor
Werner Boos
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Holthof, Bettina
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Publication of WO2011000552A2 publication Critical patent/WO2011000552A2/en
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B30/00Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber
    • F23B30/02Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts
    • F23B30/04Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts with fuel-supporting surfaces that are rotatable around a horizontal or inclined axis and support the fuel on their inside, e.g. cylindrical grates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L5/00Blast-producing apparatus before the fire
    • F23L5/02Arrangements of fans or blowers

Definitions

  • the invention relates to a burner for the combustion of solid fuel, in particular biomass, with a combustion tube, with a burner, with a supply device for conveying the fuel to the burner and with a primary air supply.
  • the invention also relates to a heating system with a burner for the combustion of solid fuel.
  • a heat exchanger for example an air-water heat exchanger, in which the water is heated by the hot air produced during combustion of the fuels.
  • biomass is to be understood as meaning renewable raw materials.
  • wood especially in the form of wood shavings, wood chips or wood pellets, and cereals also cereal-like substances such as rapeseed or straw, these then preferably in the form of rapeseed cake or straw pellets, and energy crops such as Miscanthus.
  • biomass thus includes substances of organic origin, d. H. carbonaceous matter.
  • a number of problems have arisen in the operation of the wood pellet boilers with cereals, so far it has been difficult to achieve operation of the same quality as the intended fuel.
  • the main problems lie in a poorer efficiency due to a worse burnout of the grain, a Increased emissions of dust, carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides, which often exceed the permissible limits of the boilers, and an increased ash content, which leads to problems with the ash discharge and problems due to slagging.
  • a heating boiler with which different renewable raw materials, in particular wood pellets, cereals, rapeseed cake (in pelleted form) or straw pellets can be burned is known from EP 1 288 570 A2.
  • a Ausbrand- or Ausgllickaum provided as a second combustion stage, in which in the first combustion stage only partially burned out fuels, which still have a carbon content and thus also an energy value on can burn out. Since the Ausbrand- or Ausgllickaum is arranged below the combustion chamber designed as a burner, the fuel can simply pass from the first combustion stage to the second combustion stage, that the fuel from the fuel plate falls into the Ausbrand- or Ausgllickaum.
  • the present invention is therefore based on the Aufgrabe to provide a burner for the combustion of solid fuels, in particular of biomass, and a heating system with a burner and at least one boiler for generating heat energy by combustion of biomass available, with the greater benefits can be reached, so that the burner or the heating system can also be used for larger facilities, such as local heating networks or public swimming pools.
  • combustion tube is arranged substantially horizontally in the ground state and consists of ceramic, wherein the feed device protrudes on the open side of the combustion tube or the burner opposite side into the combustion tube, and that a Drive device is provided for rotating movement of the combustion tube about its longitudinal axis.
  • the horizontally arranged combustion tube is rotatable such that the fuel conveyed by the feed device into the combustion tube is both circulated by the rotation of the combustion tube and is moved in the direction of the open side of the combustion tube.
  • the burner according to the invention serves essentially horizontally arranged, rotating combustion tube as a focal point.
  • a corresponding dimensioning of the combustion tube By a corresponding dimensioning of the combustion tube, a correspondingly large combustion chamber is formed, whereby the power can be increased.
  • the fuel Since the combustion tube is rotated by the drive device about its longitudinal axis, the fuel is both circulated by the rotation of the combustion tube and also moved in the direction of the open side of the combustion tube. The circulation of the fuel thereby promotes its gasification, which leads to an increase in the efficiency.
  • the reduction of wear is also the formation of the burner tube made of ceramic, since ceramic is on the one hand very resistant to heat, on the other hand has the property to clean itself, so that it does not or only to a very limited extent to caking and deposits on the burner tube. Since such caking can lead, inter alia, to malfunctions, interruptions in operation and changes in the supply of combustion air, in known burners or boilers consuming and therefore expensive additional equipment such as water-cooled grate systems or fuel pits as burners to avoid crops used. Even these additional constructive measures can be dispensed with in the "rotary kiln burner" according to the invention.
  • the use of ceramic for the combustion tube has the advantage that the temperature occurring at the combustion chamber due to the combustion of the fuel is absorbed by the ceramic on the one hand, but also by the temperature of the ceramic to the air inside the combustion tube, on the other hand the fuel is discharged so that a high and relatively uniform temperature is reached within the combustion tube, which leads to a good gasification of the fuel.
  • the ceramic combustion tube is surrounded by a steel shell, wherein the combustion tube and the steel shell are rotatably connected to each other, so that rotates with the combustion tube and the steel shell about its longitudinal axis.
  • the steel jacket serves in particular to increase the stability of the ceramic combustion tube.
  • the ceramic combustion tube or the steel jacket is surrounded by a double-walled cylinder which is flowed through by a liquid, for example water, so that the temperature emitted by the burner as a whole to the surroundings is limited by the double-walled cylinder.
  • the combustion tube or the combustion tube and the steel jacket are rotatably arranged relative to the cylinder, so that the double-walled, flowed through by the liquid cylinder is formed stationary.
  • the drive device for rotating the combustion tube in addition to a motor, a drive shaft and a - non-driven - support axis.
  • the drive shaft has at least two drive wheels and the support axis arranged parallel thereto at least two support wheels.
  • at least two races are also attached to the combustion tube or on the steel shell.
  • the drive wheels and preferably also the support wheels each have a U-shaped rim whose dimensions on the width of the Race rings is tuned.
  • the races have corresponding grooves in which the drive wheels and the support wheels are guided.
  • the motor for rotation of the drive shaft and thus also for rotation of the combustion tube can be operated depending on the type of fuel used in continuous operation or clocked.
  • the drive shaft and the support shaft are arranged and designed such that the free end of the drive shaft and the corresponding end of the support shaft is selectively raised or lowered, so that the open side of the combustion tube relative to the opposite side, at the Fuel passes through the feeder in the combustion tube, can be raised or lowered.
  • the combustion tube can thereby - seen in the conveying direction of the fuel - be placed in a rising or falling position. This can be changed within the combustion tube with otherwise unchanged speed of the drive shaft, the residence time of the fuel; an increase in the combustion tube leads to a longer residence time, a lowering to a shorter residence time of the fuel within the combustion tube.
  • the burner can be optimized for different fuels.
  • the residence time of the fuel within the combustion tube can thereby be increased, so that the moisture can escape better before the actual gasification or combustion of the fuel.
  • the feed of the fuel and thus its residence time can be reduced within the combustion chamber, so that it does not lead to slagging or sticking of the fuel within the combustion chamber comes.
  • the angle of inclination and speed of the combustion tube can thus be determined exactly when the degassed carbon is conveyed out of the combustion tube.
  • ground state is meant the state in which the open side of the combustion tube is not - as described above - raised or lowered relative to the opposite side.
  • the primary air supply means arranged within the ceramic combustion tube hollow body with a plurality of primary air nozzles can be blown through the air in the direction of the combustion point in the combustion zone.
  • Combustion of biomass involves a variety of physical and chemical processes, from drying to partial gasification gasification to the subsequent oxidation of combustible gases and solid carbon.
  • the primary air supply means comprises a hollow body arranged within the ceramic combustion tube, the externally supplied combustion air is heated on its way from a fan to the primary air nozzles through the heat existing in the combustion tube, which is both positive when igniting the fuel as well as in the gasification.
  • the hollow body is arranged on the end face opposite the open side of the combustion tube inside the combustion tube, ie. H. on the side on which the feed device protrudes into the combustion tube.
  • the hollow body is preferably designed and arranged such that the feed device is guided through the hollow body into the interior of the combustion tube.
  • the primary air nozzles are arranged and aligned so that the primary air is injected at different angles in the direction of the focal point in the combustion zone. This ensures a uniform and large-scale supply of combustion air to the burner. guaranteed. Since the fuel moves out of the lower vertex of the combustion tube due to the rotation of the combustion tube, the primary air nozzles are preferably also aligned in dependence on the direction of rotation of the combustion tube so that the stirred or circulated fuel is supplied with primary air as uniformly as possible. For this purpose, according to a further embodiment, it is provided that the primary air nozzles are aligned such that air can be blown through them at an angle greater than 45 ° to the horizontal in the direction of the fuel located in the combustion point.
  • a secondary air supply device which has a secondary air supply pipe and at least one secondary air nozzle projecting into the interior of the ceramic combustion pipe, through the "secondary air". is blown into the flame of the burning fuel.
  • the secondary air supply pipe is preferably guided by the hollow body of the primary Lucaszubowein- direction, so that the secondary air nozzles protrude on the side opposite the open side in the combustion tube.
  • the secondary air supply device has a second secondary air supply pipe that is guided past the ceramic combustion tube or double-walled cylinder such that the end of the second secondary air supply tube protrudes from the open side the combustion tube protrudes. This ensures that there is sufficient atmospheric oxygen within the combustion tube over the entire length of the combustion tube, whereby the gasification of the volatile constituents of the fuel can be improved.
  • the hollow body of the primary air supply means is not arranged on the end face of the combustion tube, but it extends in the longitudinal direction of the combustion tube.
  • the hollow body extends substantially over the entire length of the combustion tube, so that it is possible to dispense with the arrangement of a secondary air supply device in the combustion tube, since it can already be ensured by the primary air nozzles the entire length of the combustion tube is sufficient atmospheric oxygen within the combustion tube.
  • the hollow body is arranged stationarily above the central axis of the combustion tube, so that the combustion tube is rotatable relative to the hollow body.
  • the fuel migrates upwards on the inner wall of the combustion tube in the direction of rotation from the lower vertex of the combustion tube until the fuel falls down again by gravity.
  • the fuel thus performs a wave-like movement in the direction of rotation of the combustion tube and at the same time a movement in the direction of the open end of the combustion tube.
  • the arrangement of the hollow body above the central axis of the combustion tube ensures that the hollow body and in particular its air nozzles do not come into contact with the fuel circulated by the rotation of the combustion tube, so that the air nozzles do not clog up.
  • the hollow body and the primary air nozzles are arranged eccentrically in the combustion tube and aligned so that at least half of the fuel circulated by the rotation of the Brennroh- and moved out of the lower vertex of the combustion tube fuel is supplied with air.
  • the air nozzles in the hollow body are preferably arranged so that the air is blown substantially perpendicular to the fuel located in the focal point.
  • the arrangement of the hollow body in the combustion tube is thus dependent on the direction of rotation of the combustion tube; the hollow body is always arranged counter to the direction of rotation offset from the center in the combustion tube. Due to the arrangement of the primary air nozzles off-center in the combustion tube is formed in the combustion tube, a rotational movement of the fuel gases, which leads to an advantageous combustion of the fuel gases.
  • the primary Luftzuzenein- direction and the secondary air supply means are connected to a common fan, but it is preferably provided that the primary air supply means and the secondary air supply means are each connected to a separate blower.
  • the amount and / or pressure of the air passing through the primary air nozzles on the fuel in the combustion chamber or by the secondary air nozzles and the second secondary air supply pipe is blown into the flame can be set independently. It is particularly advantageous if a measuring sensor is provided which measures at least one exhaust gas value of the burner, in particular the residual oxygen content, in which case the amount and / or the pressure of the air through the primary air supply device and / or through the Secondary air supply device can be set or regulated.
  • the heating system according to the invention consists of the burner according to the invention and at least one boiler, wherein the boiler adjacent to the open side of the burner or the combustion tube.
  • the heating system is also characterized by the fact that it is modular. Depending on the desired application, in particular depending on the achievable with the heating system power and the fuel used, the burner according to the invention can be combined with different boilers.
  • the boiler on a boiler base and a boiler shell, wherein in the boiler base a Ausbrand- or Ausgllickaum is arranged as a second combustion stage and the open side of the combustion tube protrudes into the boiler base, so that the transported out of the combustion tube fixed Carbon passes into the Ausbrand- or Ausgllickaum and there burns out or anneals.
  • the boiler shell has at least one boiler wall, a Kesselde- disgust and a disposed within the boiler wall flame tube, wherein the resulting in Ausbrand- or Ausgllickaum flue gases burn out together with the ascending from the combustion tube flue gases in the flame tube.
  • the heating system thus has, in addition to the first combustion stage realized in the burner, a second combustion stage formed in the boiler lower part of the boiler, in which only partially burned out in the first combustion stage Fuels, which still have a carbon content and thus also an energy value, can continue to burn out.
  • the biomass to be burned is divided into volatile components on the one hand and solid carbon on the other hand, the solid carbon burns not in the combustion tube but in Ausbrand- or Ausgllickaum the boiler.
  • the solid carbon burns not in the combustion tube but in Ausbrand- or Ausgllickaum the boiler.
  • Such a configuration is particularly advantageous when a fuel is used as the biomass, which has a relatively low ash softening point, as is usually the case with grain and straw.
  • a secondary air supply device is provided in the boiler according to a preferred embodiment of the heating system.
  • the secondary air supply device has a secondary air supply pipe and a hollow body arranged in the transition region between the lower boiler part and the upper boiler part.
  • the hollow body is arranged directly adjacent or at some distance below the flame tube, so that secondary air can be blown into the flue gases rising from the combustion tube and from the combustion or annealing space, which burn out together in the flame tube. This allows the flue gases burn out optimally in the flame tube.
  • the hollow body of the secondary air supply device is designed as a pipe ring with multiple air nozzles is blown through the air into the flue gases.
  • the air nozzles are aligned tangentially, whereby the gas mixture is placed in a rotating movement, resulting in an advantageous extension of the combustion path in the flame tube.
  • the boiler is surrounded by a preferably MoTICen heat exchanger, which then represents the actual outer wall of the boiler or the boiler shell of the boiler.
  • the heat exchanger is preferably coated with Teflon or another heat-resistant material.
  • the boiler and / or the heat exchanger at least one train, in which the flue gases flow downwards, so that it can lead to a calming of the flue gases and in particular of dust particles contained in the flue gases.
  • the flame tube outside the flame tube then at least one separation space is provided, in which the dust particles can fall.
  • the heating system additionally has a second boiler lower part, which adjoins the boiler lower part of the boiler.
  • the solid carbon is thereby transported through the burn-out or annealing space of the first boiler lower part into a second burn-out or annealing space formed in the second boiler lower part, so that the solid carbon can continue to burn out or anneal there.
  • the second Ausbrand- or Ausgllickaum in the second boiler base is arranged and designed so that the flue gases formed there burn out, together with the rising from the combustion tube flue gases and the flue gases from the first Ausbrand- or Ausgllickaum in the flame tube.
  • the heating system according to the invention has a second boiler lower part
  • a separate heat exchanger can advantageously be provided which is arranged on the second boiler lower part and connected to the boiler upper part of the boiler in such a way that the flue gases burning out in the flame tube are led through the trains of the heat exchanger.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of the invention
  • FIG. 3 shows a sketch of the construction of the burner according to FIG. 2, with drive shaft and secondary air supply device, FIG.
  • Fig. 4 is a sketch of the drive device of the invention
  • FIG. 5 shows a sketch of the structure of the burner in cross section, with an alternative embodiment of the primary air supply device
  • FIG. 6 is a schematic representation of a heating system with burner, boiler and separate heat exchanger, in longitudinal section,
  • Fig. 7 is a perspective view of the heating system of FIG. 6, and
  • Fig. 8 is a schematic representation of a variant of the heating system with burner, boiler and separate heat exchanger, in longitudinal section.
  • 1 shows a schematic representation of a burner 1 according to the invention for the combustion of solid fuel 2, in particular of pelleted and cultured biomass, for example wood, grain or cereal-like substances such as straw or oilseed rape.
  • the burner 1 initially has a combustion tube 3, which consists of ceramic and is arranged horizontally in the basic state shown in Fig. 1.
  • the inner wall of the combustion tube 3 forms the focal point for the with a feeder 4 inside
  • the feeder 4 a screw conveyor 5 on.
  • a primary air supply device 6 is provided whose structure for a first exemplary embodiment is described below in connection with FIGS 3 and for a second embodiment in conjunction with FIG. 5 will be described in more detail.
  • the feed device 4 protrudes into the combustion tube 3 on the side 8 opposite the open side 7 of the combustion tube 3 or the burner 1.
  • the fuel 2 is thus promoted by the screw conveyor 5 in the - shown on the left in Fig. 1 - page 8 of the combustion tube.
  • the burner 1 has a drive device 9, shown separately in FIG. 4, for rotating the combustion tube 3 about its longitudinal axis, the fuel 2 transported by the screw conveyor 5 into the rotating combustion tube 3 is both circulated by the rotation of the combustion tube 3 also in the direction of - shown in Fig. 1 right - open side 7 of the combustion tube moves.
  • the ceramic combustion tube 3 is surrounded by a steel jacket 10, which is non-rotatably connected to the combustion tube 3.
  • the assembly of combustion tube 3 and steel shell 10 is also - at a radial distance - surrounded by a double-walled cylinder 11, which is traversed by a liquid, whereby the heat radiation of the burner 1 is reduced to the environment.
  • the drive device 9 shown separately in FIG. 4 has, in addition to a motor 12, a drive shaft 13 and a support shaft arranged parallel thereto 14 on.
  • the open side 7 of the combustion tube 3 can also be raised or lowered relative to the opposite side 8 at which the fuel 2 reaches the combustion tube 3 via the feed device 4, which is indicated by the arrow A in FIG ,
  • the combustion tube 3 can be brought into an ascending or descending position, viewed in the conveying direction of the fuel 2, as a result of which the residence time of the fuel 2 within the combustion tube 3 can be changed.
  • the residence time is increased, while the residence time of the fuel 2 within the combustion tube 3 is shortened when the combustion tube 3 is lowered.
  • Both the drive shaft 13 and the support shaft 14 is mounted on the double-walled cylinder 11 via bearings 19, so that the bearings 19 are advantageously cooled by the double-walled cylinder 11 through which water flows. So that the arranged inside the cylinder 11 races
  • the primary air supply device 6 has one inside the ceramic combustion tube 3, at the second one
  • the primary air supply device 6 also has a fan 24, which is connected to a second hollow body 25 arranged outside the combustion tube 3 and which is connected to the first hollow body 21 via a channel 26.
  • a fan 24 In the second hollow body 25, to which the blower 24 is connected, an air pressure can be built up, so that the primary air 23 can be blown under a predetermined pressure through the primary air nozzles 22 into the combustion zone.
  • the primary air supply device 6 likewise has a hollow body 21 arranged inside the ceramic combustion tube 3 with a plurality of primary air nozzles 22, through which primary air is blown onto the burning fuel 2.
  • the hollow body 21 is not arranged on the closed end 8 of the combustion tube 3, but it extends in the longitudinal direction of the combustion tube 3, preferably over the entire length of the combustion tube 3.
  • the hollow body 21 is above and off center of the central axis of the combustion tube. 3 is arranged, so that the hollow body 21 and in particular the primary air nozzles 22 do not come into contact with the circulated by the rotation of the combustion tube 3 fuel 2.
  • the fuel 2 migrates on the inner wall of the combustion tube 3 in the direction of rotation indicated by an arrow D from the lower vertex of the combustion tube 3 until the fuel 2 falls down again due to gravity.
  • the fuel 2 thus undergoes a wave-like movement in the direction of rotation D of the combustion tube 2.
  • the fuel 2 is thoroughly mixed and fresh fuel 2 is always carried upward in the direction of the combustion air introduced through the primary air nozzles 22.
  • the fuel 2 undergoes simultaneously a movement in the direction of the open end 7 of the combustion tube 2.
  • the arrangement of the hollow body 21 above the central axis of the combustion tube 3 ensures that the hollow body 21 and in particular des- sen primary air nozzles 22 with the circulated by the rotation of the combustion tube 3 fuel 2 does not come into contact, so that it does not lead to a blockage of the primary air nozzles 22.
  • the primary air nozzles 22 in the hollow body 21 are arranged in such a way that the air is blown substantially perpendicular to the fuel 2 located in the combustion point.
  • the arrangement of the hollow body 21 in the combustion tube 3 must therefore be selected as a function of the direction of rotation D of the combustion tube 3. Since in the embodiment according to FIG. 5, the combustion tube 3 rotates counterclockwise, the hollow body 21 is arranged offset in the clockwise direction to the center in the combustion tube 3. Due to the arrangement of the primary air nozzles 22 off-center in the combustion tube 3, a rotational movement of the fuel gases, which leads to an advantageous combustion of the fuel gases.
  • a secondary air supply device 27 is provided in addition to the primary air supply device 6, the first a secondary air supply pipe 28, a plurality of secondary air nozzles 29, a blower 30th and having a hollow body 31 as a secondary air distributor.
  • the secondary air supply pipe 28 is guided both by the inner hollow body 21 and by the outer, second hollow body 25 of the primary air supply means 6.
  • the secondary air supply device 27 also has a second secondary air supply pipe 32, which is outside the double-walled cylinder 11 and thus also passed outside the combustion tube 3, wherein the end 33 of the second secondary air supply pipe 32 is bent so that it protrudes from the open side 7 into the combustion tube 3.
  • secondary air likewise represented by arrows 34 in FIG. 1 can also be blown from the open side 7 into the flames of the combustible fuel 2.
  • the burner 1 is open on one side, on this side the combustion tube 3 with its open side 7 something out protrudes the double-walled cylinder 11.
  • the combustion tube 3 itself is of tubular design, but the combustion tube 3 is closed on the side 8 opposite the open side 7 by a base 35 connected to the steel jacket 10 in which a circular opening 36 is formed.
  • the cylinder 11 also has a bottom 37 with a circular opening 38.
  • the channel 26 of the primary air supply means 6 is guided, wherein on the inside of the bottom 35 of the hollow body 21 and on the outside of the bottom 37 of the two te hollow body 25 of the primary air supply means 6 is adjacent, so that the side 8 of the combustion tube 3 through the bottoms 35, 37 and in the openings 36, 37 of the bottoms 35, 37 used primary air supply means 6, in particular the two hollow body 21, 25 is closed.
  • the end of the feed device 4 is guided within the primary air feed device 6 through the openings 36, 38, so that no further opening for the feed device 4 is required in the bottom 35 of the steel shell 10 or in the bottom 37 of the cylinder 11.
  • FIGS. 6 to 8 show a heating system 39 according to the invention, in which a heating boiler 40 adjoins the open side 7 of the combustion tube 3 or of the burner 1.
  • the boiler 40 consists of a burn-out or Ausglmulaum 41 as a second combustion stage having boiler base 42 and a boiler wall 43, a boiler lid 44 and a flame tube 45 having boiler shell 46th
  • the heat exchanger 48 has a plurality of trains 49a, 49b, wherein the flue gas flows at least in a train 49a down, so that dust particles that ascend when burning in the flame tube 45, calm down the subsequent downward flow in the train 49a and in the outside of the flame tube 45th trained deposition chambers 50 can drop.
  • the solid carbon 47 is conveyed by means of suitable transport devices, for example by means of a push grate, through the burn-out or annealing space 41 of the first boiler lower part 42 into the burn-out or annealing space 52 of the second boiler bottom part 51 transported.
  • an additional heat exchanger 53 is arranged so that the flue gases burning out in the flame tube 45 of the boiler 40, after having passed through the trains 49a, 49b of the first heat exchanger 48, are passed through the trains 54 of the heat exchanger 53. Since no flame tube 45 is arranged inside the heat exchanger 53, a plurality of trains 54 can be arranged in the heat exchanger 53, so that the heat exchanger 53 has a correspondingly large surface area, whereby a heating system 39 with a high power of several 100 kW is achieved can be.
  • Exhaust values of the boiler 40 or of the heating system 39 can be measured via a measuring sensor 55 which is arranged in the exhaust duct 56 of the heating system 39.
  • the amount and / or pressure of the air through the primary air supply means 6, ie the primary air 23 or the air through the secondary Heilzufiihr adopted 27, ie the secondary air 34 are set or regulated.
  • the illustrated heating system 39 finally also has a housing 57 surrounding the drive device 9, through which the second secondary air supply pipe 32 is also guided. Through the housing 57 is in addition to a mechanical protection of the drive device 9 and an improved
  • Tightness of the burner 1 is reached, so that it is ensured that during operation within the heating system 39 always a negative pressure is present, so that no flue gas can escape to the outside.
  • a dust and ash box 58 is arranged, in which the mineral ash 59 accumulating at the end of the second burn-out or annealing space 52 and the precipitation spaces 50 are collected.
  • the secondary air supply device 27 is not provided in the burner 1 but in the heating boiler 40.
  • the secondary air supply device 27 has a secondary Lucaszuftihrrohr 28 and arranged in the transition region between the lower boiler part 42 and the boiler shell 46 hollow body 31.
  • the hollow body 31 is arranged here with some distance below the flame tube 45, so that secondary air 34 can be blown into the rising from the combustion tube 3 and from the Ausbrand- or Ausglmulaum 41 flue gases that burn together in the flame tube 45. By a targeted adjustment of the amount of secondary air 34, the flue gases can optimally burn out in the flame tube 45.
  • the hollow body 31 may alternatively also immediately adjacent, d. H. be arranged without a gap to the underside of the flame tube 45.
  • the hollow body 31 of the secondary air supply means 27 is formed as a pipe ring with a plurality of air nozzles is blown through the secondary air 34 into the flue gases.
  • the air nozzles are aligned tangentially, whereby the gas mixture is placed in a rotating movement, resulting in an advantageous extension of the combustion tion path in the flame tube 45 leads.
  • a very good and uniform mixing of the flue gases with the secondary air 34 is achieved.
  • a Abstreifblech 60 is arranged, which ensures that by the screw conveyor 5 tracked fuel 2 is moved forward, in the direction of the open end 7.
  • the heating system 39 also has a tertiary air supply device with a third blower 61 and a tertiary air supply pipe 62, in which a plurality of air nozzles is formed.
  • a tertiary air supply device By means of the tertiary air supply device, afterburning air is introduced into the two burnout zones. Ausglühsammlung 41 and 52 blown, whereby the burnout of the carbon 47 is further improved.
  • the remaining mineral ash 59 is then transported into the dust and ash box 58 by means of the transport devices 63, which has a plurality of transporting blades 64.
  • the transporting vanes 64 are fastened to the conveyor belt in such a way that they move in the forward movement of the transport devices 63 -shown in FIG. 8 with a dashed line and the reference numeral 64 '- the carbon 47 in the direction of the burner 1 and in the reverse movement the carbon 47 in the direction of the dust and ash box 58 promote.
  • the heating system 39 has a total modular construction, so that it depends on the desired performance and on the type of fuel 2 used next to the burner 1 may have different components.
  • the burner 1 it is also possible for the burner 1 to be connected only to a conventional heating boiler having a heat exchanger if, for example, wood is used as the fuel 2 whose ash softening point is so high that the wood is completely inside the combustion pipe 3 burned and thus can be dispensed with the use of a second combustion stage.

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Abstract

The invention relates to a burner for combusting solid fuel (2), in particular biomass, comprising a burner tube (3), a burner point, a feed device (4) for conducting the fuel (2) to the burner point (4), and a primary air feed device (6). Greater performance can be achieved using the burner according to the invention, because the burner tube (3) is arranged substantially horizontally in the basic state and is composed of ceramic, because the feed device (4) protrudes into the burner device (3) on the side (8) opposite the open side (7) of the burner tube (3), and because a drive device (9) is provided to rotate the burner tube (3) about the longitudinal axis thereof so that the burner tube (3) can be rotated in such a way that the fuel (2) conducted to the burner point by the feed device (4) is both circulated and moved in the direction of the open side (7) of the burner tube (3) by means of the rotation of the burner tube (3).

Description

Brenner für die Verbrennung von festem Brennstoff  Burner for burning solid fuel
Die Erfindung betrifft einen Brenner für die Verbrennung von festem Brennstoff, insbesondere Biomasse, mit einem Brennrohr, mit einer Brennstelle, mit einer Zufuhreinrichtung zur Förderung des Brennstoffs zur Brennstelle und mit einer Primär-Luftzufuhreinrichtung. Daneben betrifft die Erfindung noch ein Heizungssystem mit einem Brenner für die Verbrennung von festem Brennstoff. Zur Erzeugung von Wärmeenergie werden regelmäßig brennbare Stoffe verbrannt, um die dabei gewonnene thermische Energie zur Erwärmung von Medien zu nutzen. Die Erwärmung erfolgt dabei mit Hilfe eines Wärmetauschers, beispielsweise eines Luft- Wasser- Wärmetauschers, bei dem das Wasser durch die beim Verbrennen der Brennstoffe entstehende heiße Luft erwärmt wird. Neben klassischen Brenner oder Heizkesseln, bei denen fossile Brennstoffe wie beispielsweise Erdöl, Erdgas oder Kohle verbrannt werden, gibt es auch Brenner bzw. Heizkessel, bei denen nachwachsende Rohrstoffe, insbesondere Holz in Form von Hackgut und Pellets, als Brennstoffe verwendet werden. Derartige Pellets-Heizkessel, die auch als Stückholzkessel bezeichnet werden, sind mittlerweile in einem sehr großen Leistungsbereich von ca. 5 bis 100 kW erhältlich. The invention relates to a burner for the combustion of solid fuel, in particular biomass, with a combustion tube, with a burner, with a supply device for conveying the fuel to the burner and with a primary air supply. In addition, the invention also relates to a heating system with a burner for the combustion of solid fuel. In order to generate heat energy, combustible substances are regularly burned in order to utilize the thermal energy obtained for heating media. The heating takes place with the aid of a heat exchanger, for example an air-water heat exchanger, in which the water is heated by the hot air produced during combustion of the fuels. In addition to classic burners or boilers in which fossil fuels such as petroleum, natural gas or coal are burned, there are also burners or boilers in which renewable raw materials, especially wood in the form of wood chips and pellets, are used as fuels. Such pellet boilers, which are also referred to as log wood boilers, are now available in a very large power range of about 5 to 100 kW.
Im Rahmen dieser Erfindung sollen unter dem Begriff "Biomasse" nachwachsende Rohstoffe verstanden werden. Hierzu gehören neben Holz, insbesondere in der Form von Holzspänen, Holzhackschnitzeln oder Holzpellets, und Getreide auch getreideähnliche Stoffe wie Raps oder Stroh, diese dann vorzugsweise in Form von Rapspresskuchen oder Strohpellets, sowie Energiepflanzen wie Miscanthus. Der Begriff "Biomasse" umfasst somit Stoffe organischer Herkunft, d. h. kohlenstoffhaltige Materie. In the context of this invention, the term "biomass" is to be understood as meaning renewable raw materials. In addition to wood, especially in the form of wood shavings, wood chips or wood pellets, and cereals also cereal-like substances such as rapeseed or straw, these then preferably in the form of rapeseed cake or straw pellets, and energy crops such as Miscanthus. The term "biomass" thus includes substances of organic origin, d. H. carbonaceous matter.
Beim Betrieb der für Holzpellets vorgesehenen Heizkessel mit Getreide sind eine Reihe von Problemen aufgetreten, so dass bisher ein Betrieb mit der gleichen Qualität wie mit dem bestimmungsgemäßen Brennstoff kaum erzielt werden konnte. Die wesentlichen Probleme liegen dabei in einem schlechteren Wirkungsgrad aufgrund eines schlechteren Ausbrandes des Getreides, einer erhöhten Emission von Staub, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff und Stickoxiden, wodurch die zulässigen Grenzwerte der Heizkessel häufig überschritten werden, und einem erhöhten Aschegehalt, der zu Problemen bei der A- scheaustragung und zu Problemen durch Verschlackung fuhrt. A number of problems have arisen in the operation of the wood pellet boilers with cereals, so far it has been difficult to achieve operation of the same quality as the intended fuel. The main problems lie in a poorer efficiency due to a worse burnout of the grain, a Increased emissions of dust, carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides, which often exceed the permissible limits of the boilers, and an increased ash content, which leads to problems with the ash discharge and problems due to slagging.
Ein Heizkessel mit dem unterschiedliche nachwachsende Rohstoffe, insbesondere Holzpellets, Getreide, Rapspresskuchen (in pelletierter Form) oder Strohpellets verbrannt werden können, ist aus der EP 1 288 570 A2 bekannt. Bei dem bekannten Heizkessel ist zusätzlich zur eigentlichen Brennstelle - der ersten Verbrennungsstufe— ein Ausbrand- bzw. Ausglühraum als zweite Verbrennungsstufe vorgesehen, in der die in der ersten Verbrennungsstufe nur teilweise ausgebrannten Brennstoffe, die noch einen Kohlenstoffanteil und damit auch noch einen Energiewert aufweisen, weiter ausbrennen können. Da der Ausbrand- bzw. Ausglühraum unterhalb der als Brennteller ausgebildeten Brennstelle angeordnet ist, kann der Brennstoff einfach dadurch von der ersten Verbrennungsstufe zur zweiten Verbrennungsstufe gelangen, dass der Brennstoff vom Brennteller in den Ausbrand- bzw. Ausglühraum fällt. A heating boiler with which different renewable raw materials, in particular wood pellets, cereals, rapeseed cake (in pelleted form) or straw pellets can be burned, is known from EP 1 288 570 A2. In the known boiler, in addition to the actual combustion point - the first combustion stage - a Ausbrand- or Ausglühraum provided as a second combustion stage, in which in the first combustion stage only partially burned out fuels, which still have a carbon content and thus also an energy value on can burn out. Since the Ausbrand- or Ausglühraum is arranged below the combustion chamber designed as a burner, the fuel can simply pass from the first combustion stage to the second combustion stage, that the fuel from the fuel plate falls into the Ausbrand- or Ausglühraum.
Durch die Kapselung der ersten und der zweiten Verbrennungsstufe innerhalb der gemeinsamen Brennkammer wird erreicht, dass die beim Ausbrennen bzw. Ausglühen der Brennstoffe in dem Ausbrand- bzw. Ausglühraum entstehenden Rauchgase, die aufgrund der dort vorherrschenden etwas geringeren Temperaturen schlechtere Abgaswerte aufweisen, den bei der Verbrennung des Brennstoffes in der ersten Verbrennungsstufe entstehenden Rauch- bzw. Brenngasen zugeführt werden und gemeinsam mit diesen innerhalb des Flammrohres in der dort herrschenden großen Hitze ausbrennen, so dass die Abgaswerte des Heizkessels durch die "schlechten" Abgaswerte aus der zweiten Verbrennungsstufe kaum negativ beeinflusst werden. Bei dem bekannten Heizkessel wird somit nicht nur der Wirkungsgrad dadurch erhöht, dass der Energiewert der Brennstoffe nahezu vollständig ausgenutzt wird, sondern es werden zusätzlich die eigentlichen damit verbundenen "schlechteren" Rauchgase dadurch zum großen Teil unschädlich gemacht, dass diese Rauchgase durch die extrem heiße erste Verbrennungsstufe geleitet werden und dort weiter ausbrennen. Eine Weiterentwicklung dieses Heizkessels ist in der DE 10 2007 054 Al beschrieben. Bei diesem Heizkessel können die Emissionswerte weiter verbessert, insbesondere der Anteil an Stickoxiden weiter reduziert werden, dass die Primär-Luftzufuhreinrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass zum einen Luft in die erste Verbrennungszone eingeblasen werden kann, zum anderen die beim Ausbrennen bzw. Ausglühen der Brennstoffe im Ausbrandbzw. Ausglühraum entstehenden Rauchgase im wesentlichen an der Primär- Luftzufuhreinrichtung sowie an der Brennstelle vorbei geleitet werden, so dass die Rauchgase der zweiten Verbrennungsstufe die Verbrennung des Brennstoffes auf der Brennstelle nicht negativ beeinflussen. By encapsulating the first and the second combustion stage within the common combustion chamber, it is achieved that the flue gases which form during combustion or annealing of the fuels in the combustion or annealing space have lower exhaust gas values due to the somewhat lower temperatures prevailing there Combustion of the fuel in the first combustion stage resulting smoke or fuel gases are supplied and burn out together with these within the flame tube in the prevailing large heat, so that the exhaust gas values of the boiler are hardly negatively affected by the "bad" emissions from the second combustion stage , In the known boiler thus not only the efficiency is increased by the fact that the energy value of the fuels is almost completely utilized, but it is additionally made the actual associated "worse" flue gases largely harmless, that these flue gases through the extremely hot first Be passed combustion stage and continue to burn out there. A further development of this boiler is described in DE 10 2007 054 Al. In this boiler, the emission levels can be further improved, in particular the proportion of nitrogen oxides can be further reduced, that the primary air supply device is designed and arranged so that on the one hand air can be blown into the first combustion zone, on the other hand, during the burning or annealing of Fuels in Ausbrandbzw. Ausglühraum resulting flue gases are passed substantially past the primary air supply means and at the combustion point, so that the flue gases of the second combustion stage does not adversely affect the combustion of the fuel on the burner.
Mit diesen Heizkesseln können zwar auch bei Verwendung von unterschiedlichen Biomassen als Brennstoff, insbesondere von Getreide, Rapspresskuchen oder Strohpellets die geforderten Emissionswerte eingehalten werden, der Leistungsbereich dieser Heizkessel ist jedoch auf ca. 50 kW beschränkt, so dass der Einsatz der Heizkessel in erster Linie auf den privaten oder landwirtschaftlichen Bereich beschränkt ist. With these boilers, although the use of different biomass fuel, especially cereals, rapeseed cake or straw pellets, the required emission levels are met, the power range of these boilers is limited to about 50 kW, so that the use of the boiler primarily on private or agricultural area is limited.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgrabe zugrunde, einen Brenner für die Verbrennung von festen Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, sowie ein Heizungssystem mit einem Brenner und mit zumindest einem Heizkessel zur Erzeugung von Wärmeenergie durch Verbrennung von Biomasse zur Verfügung zu stellen, mit dem größere Leistungen erreichbar sind, so dass der Brenner bzw. das Heizungssystem auch für größere Einrichtungen, bei- spielsweise Nahwärmeversorgungsnetze oder öffentliche Schwimmbäder eingesetzt werden kann. The present invention is therefore based on the Aufgrabe to provide a burner for the combustion of solid fuels, in particular of biomass, and a heating system with a burner and at least one boiler for generating heat energy by combustion of biomass available, with the greater benefits can be reached, so that the burner or the heating system can also be used for larger facilities, such as local heating networks or public swimming pools.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Brenner dadurch gelöst, dass das Brennrohr im Grundzustand im Wesentlichen waagerecht angeordnet ist und aus Keramik besteht, wobei die Zuführeinrichtung auf der der offenen Seite des Brennrohres bzw. des Brenners gegenüberliegenden Seite in das Brennrohr hineinragt, und dass eine Antriebsvorrichtung zur drehenden Bewegung des Brennrohres um seine Längsachse vorgesehen ist. Mittels der Antriebsvorrichtung ist das waagerecht angeordnete Brennrohr derart drehbar, dass der von der Zuführeinrichtung in das Brennrohr geförderte Brennstoff durch die Drehung des Brennrohres sowohl umgewälzt als auch in Richtung der offenen Seite des Brennrohres bewegt wird. This object is achieved in the burner described above in that the combustion tube is arranged substantially horizontally in the ground state and consists of ceramic, wherein the feed device protrudes on the open side of the combustion tube or the burner opposite side into the combustion tube, and that a Drive device is provided for rotating movement of the combustion tube about its longitudinal axis. By means of the drive device, the horizontally arranged combustion tube is rotatable such that the fuel conveyed by the feed device into the combustion tube is both circulated by the rotation of the combustion tube and is moved in the direction of the open side of the combustion tube.
Im Unterschied zu dem beispielsweise aus der DE 10 2007 054 114 Al be- kannten Heizkessel, dessen Kesselwand senkrecht angeordnet ist und bei dem die Brennstelle von einem innerhalb der eigentlichen Brennkammer angeordneten, ruhenden Brennteller gebildet wird, dient bei dem erfindungsgemäßen Brenner das im Wesentlichen waagerecht angeordnete, sich drehende Brennrohr als Brennstelle. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Brenn- rohres wird ein entsprechend großer Brennraum gebildet, wodurch die Leistung erhöht werden kann. In contrast to the boiler known from DE 10 2007 054 114 A1, for example, whose boiler wall is arranged vertically and in which the combustion point is formed by a stationary burning plate arranged inside the actual combustion chamber, the burner according to the invention serves essentially horizontally arranged, rotating combustion tube as a focal point. By a corresponding dimensioning of the combustion tube, a correspondingly large combustion chamber is formed, whereby the power can be increased.
Da das Brennrohr von der Antriebsvorrichtung um seine Längsachse gedreht wird, wird der Brennstoff allein durch die Drehung des Brennrohres sowohl umgewälzt als auch in Richtung der offenen Seite des Brennrohres bewegt. Das Umwälzen des Brennstoffes fördert dabei dessen Vergasung, was zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades führt. Darüber hinaus kann auf mechanische Bauteile im Bereich der Brennstelle zum Durchrühren sowie zum Austragen des Brennstoffes verzichtet werden, da beide Bewegungen des Brennstoffes automatisch durch die Drehung des Brennrohres erfolgen. Da im Bereich der Brennstelle angeordnete mechanische Bauteile, wie Bewegungselementen oder Schubrosten, aufgrund der dort herrschenden hohen Temperaturen sehr verschleißanfällig sind, ist der Verschleiß beim erfindungsgemäße Brenner, bei dem auf derartige mechanische Bauteile verzichtet werden kann, wesent- lieh geringer. Since the combustion tube is rotated by the drive device about its longitudinal axis, the fuel is both circulated by the rotation of the combustion tube and also moved in the direction of the open side of the combustion tube. The circulation of the fuel thereby promotes its gasification, which leads to an increase in the efficiency. In addition, it is possible to dispense with mechanical components in the region of the burning point for stirring as well as for discharging the fuel, since both movements of the fuel are effected automatically by the rotation of the combustion tube. Since arranged in the region of the burner mechanical components, such as moving elements or push grates are very susceptible to wear due to the high temperatures prevailing there, the wear of the burner according to the invention, in which can be dispensed with such mechanical components, substantially lent.
Der Verringerung des Verschleißes dient auch die Ausbildung des Brennrohres aus Keramik, da Keramik zum einen sehr hitzebeständig ist, zum anderen die Eigenschaft aufweist, sich selber zu reinigen, so dass es nicht oder nur in sehr geringem Maße zu Anbackungen und Ablagerungen am Brennrohr kommt. Da derartige Anbackungen unter anderem zu Störungen, Betriebsunterbrechungen und Veränderungen bei der Verbrennungsluftzufuhr führen können, werden bei bekannten Brennern bzw. Heizkesseln aufwendige und damit kostenintensive Zusatzeinrichtungen wie beispielsweise wassergekühlte Rostsysteme oder Brennmulden als Brennstellen zur Vermeidung von Anba- ckungen verwendet. Auch auf diese konstruktiven Zusatzmaßnahmen kann bei dem erfindungsgemäßen "Drehrohrbrenner" verzichtet werden. The reduction of wear is also the formation of the burner tube made of ceramic, since ceramic is on the one hand very resistant to heat, on the other hand has the property to clean itself, so that it does not or only to a very limited extent to caking and deposits on the burner tube. Since such caking can lead, inter alia, to malfunctions, interruptions in operation and changes in the supply of combustion air, in known burners or boilers consuming and therefore expensive additional equipment such as water-cooled grate systems or fuel pits as burners to avoid crops used. Even these additional constructive measures can be dispensed with in the "rotary kiln burner" according to the invention.
Darüber hinaus hat die Verwendung von Keramik für das Brennrohr den Vor- teil, dass die an der Brennstelle durch die Verbrennung des Brennstoffes auftretende Temperatur einerseits von der Keramik aufgenommen wird, andererseits die Temperatur von der Keramik jedoch auch an die innerhalb des Brennrohres befindliche Luft sowie den Brennstoff abgegeben wird, so dass innerhalb des Brennrohres insgesamt eine hohe und relativ gleichmäßige Temperatur erreicht wird, die zu einer guten Vergasung des Brennstoffes führt. Moreover, the use of ceramic for the combustion tube has the advantage that the temperature occurring at the combustion chamber due to the combustion of the fuel is absorbed by the ceramic on the one hand, but also by the temperature of the ceramic to the air inside the combustion tube, on the other hand the fuel is discharged so that a high and relatively uniform temperature is reached within the combustion tube, which leads to a good gasification of the fuel.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Brenners ist das keramische Brennrohr von einem Stahlmantel umgeben, wobei das Brennrohr und der Stahlmantel drehfest miteinander verbunden sind, so dass sich mit dem Brennrohr auch der Stahlmantel um seine Längsachse dreht. Der Stahlmantel dient dabei insbesondere zur Erhöhung der Stabilität des keramischen Brennrohres. Vorteilhafterweise ist darüber hinaus das keramische Brennrohr bzw. der Stahlmantel von einem doppelwandigen Zylinder umge- ben, der von einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, durchflössen ist, so dass durch den doppelwandigen Zylinder die von dem Brenner insgesamt an die Umgebung abgegebene Temperatur begrenzt wird. Das Brennrohr bzw. das Brennrohr und der Stahlmantel sind dabei relativ zum Zylinder drehbar angeordnet, so dass der doppelwandige, von der Flüssigkeit durchflossene Zylinder ortfest ausgebildet ist. According to a first preferred embodiment of the burner according to the invention, the ceramic combustion tube is surrounded by a steel shell, wherein the combustion tube and the steel shell are rotatably connected to each other, so that rotates with the combustion tube and the steel shell about its longitudinal axis. The steel jacket serves in particular to increase the stability of the ceramic combustion tube. Advantageously, moreover, the ceramic combustion tube or the steel jacket is surrounded by a double-walled cylinder which is flowed through by a liquid, for example water, so that the temperature emitted by the burner as a whole to the surroundings is limited by the double-walled cylinder. The combustion tube or the combustion tube and the steel jacket are rotatably arranged relative to the cylinder, so that the double-walled, flowed through by the liquid cylinder is formed stationary.
Vorteilhafterweise weist die Antriebsvorrichtung zur Drehung des Brennrohres neben einem Motor eine Antriebswelle und eine - nicht angetriebene - Stützachse auf. Zur Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle auf das Brennrohr bzw. den das Brennrohr umgebenden Stahlmantel weist die Antriebswelle mindestens zwei Antriebsräder und die parallel dazu angeordnete Stützachse mindestens zwei Stützräder auf. Vorzugsweise sind darüber hinaus an dem Brennrohr bzw. an dem Stahlmantel mindestens zwei Laufringe befestigt. Zur axialen Führung der Laufringe und damit des Brennrohrs bzw. des Stahlmantels weisen die Antriebsräder und vorzugsweise auch die Stützräder jeweils eine U- förmige Felge auf, deren Abmessungen auf die Breite der Laufringe abgestimmt ist. Anstelle der Ausbildung der Felgen an den Antriebsrädern und den Stützrädern ist es grundsätzlich auch möglich, dass die Laufringe entsprechende Nuten aufweisen, in denen die Antriebsräder und die Stützräder geführt sind. Der Motor zur Drehung der Antriebswelle und damit auch zur Drehung des Brennrohres kann je nach Art des verwendeten Brennstoffes im Dauerbetrieb oder getaktet betrieben werden. Advantageously, the drive device for rotating the combustion tube in addition to a motor, a drive shaft and a - non-driven - support axis. To transmit the rotational movement of the drive shaft to the combustion tube or the steel jacket surrounding the combustion tube, the drive shaft has at least two drive wheels and the support axis arranged parallel thereto at least two support wheels. Preferably, at least two races are also attached to the combustion tube or on the steel shell. For axial guidance of the races and thus the combustion tube or the steel shell, the drive wheels and preferably also the support wheels each have a U-shaped rim whose dimensions on the width of the Race rings is tuned. Instead of the formation of the rims on the drive wheels and the support wheels, it is in principle also possible that the races have corresponding grooves in which the drive wheels and the support wheels are guided. The motor for rotation of the drive shaft and thus also for rotation of the combustion tube can be operated depending on the type of fuel used in continuous operation or clocked.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind die Antriebswelle und die Stützachse derart angeordnet und ausgebildet, dass das freie Ende der Antriebswelle und das korrespondierende Ende der Stützachse wahlweise anhebbar oder absenkbar ist, so dass die offene Seite des Brennrohres relativ zur gegenüberliegenden Seite, an der der Brennstoff über die Zuführeinrichtung in das Brennrohr gelangt, angehoben oder abgesenkt werden kann. Das Brennrohr kann dadurch - in Förderrichtung des Brennstoffes ge- sehen - in eine ansteigende oder abfallende Position gebracht werden. Dadurch kann bei ansonsten unveränderter Drehzahl der Antriebswelle die Verweilzeit des Brennstoffes innerhalb des Brennrohres verändert werden; ein Ansteigen des Brennrohres führt dabei zu einer längeren Verweildauer, ein Absenken zu einer kürzeren Verweildauer des Brennstoffes innerhalb des Brennrohres. According to a further particularly preferred embodiment, the drive shaft and the support shaft are arranged and designed such that the free end of the drive shaft and the corresponding end of the support shaft is selectively raised or lowered, so that the open side of the combustion tube relative to the opposite side, at the Fuel passes through the feeder in the combustion tube, can be raised or lowered. The combustion tube can thereby - seen in the conveying direction of the fuel - be placed in a rising or falling position. This can be changed within the combustion tube with otherwise unchanged speed of the drive shaft, the residence time of the fuel; an increase in the combustion tube leads to a longer residence time, a lowering to a shorter residence time of the fuel within the combustion tube.
Durch das zuvor beschriebene Anheben oder Absenken des offenen Endes des Brennrohres kann der Brenner für unterschiedliche Brennstoffe optimiert werden. Bei Brennstoffen mit einer erhöhten Feuchtigkeit kann dadurch die Ver- weilzeit des Brennstoffes innerhalb des Brennrohres erhöht werden, so dass die Feuchtigkeit vor der eigentlichen Vergasung bzw. Verbrennung des Brennstoffes besser entweichen kann. Bei Brennstoffen mit einem niedrigeren Erweichungspunkt der Asche kann dagegen durch ein Absenken der offenen Seite des Brennrohres der Vorschub des Brennstoffes erhöht und damit dessen Verweildauer innerhalb der Brennkammer verringert werden, so dass es nicht zu einer Verschlackung bzw. zu einem Verkleben des Brennstoffes innerhalb der Brennkammer kommt. Je nach Neigungswinkel und Drehzahl des Brennrohres kann somit genau festgelegt werden, wann der entgaste Kohlenstoff aus dem Brennrohr herausgefördert wird. Eingangs ist ausgeführt worden, dass das Brennrohr im Grundzustand im Wesentlichen waagerecht angeordnet ist. Hierbei ist mit "Grundzustand" der Zustand gemeint, bei dem die offene Seite des Brennrohres nicht - wie zuvor beschrieben - relativ zur gegenüberliegenden Seite angehoben oder abgesenkt ist. By raising or lowering the open end of the combustion tube described above, the burner can be optimized for different fuels. In the case of fuels with an increased humidity, the residence time of the fuel within the combustion tube can thereby be increased, so that the moisture can escape better before the actual gasification or combustion of the fuel. For fuels with a lower softening point of the ash, however, can be increased by lowering the open side of the combustion tube, the feed of the fuel and thus its residence time can be reduced within the combustion chamber, so that it does not lead to slagging or sticking of the fuel within the combustion chamber comes. Depending on the angle of inclination and speed of the combustion tube can thus be determined exactly when the degassed carbon is conveyed out of the combustion tube. Initially, it has been stated that the combustion tube is arranged substantially horizontally in the ground state. Here, by "ground state" is meant the state in which the open side of the combustion tube is not - as described above - raised or lowered relative to the opposite side.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Primär-Luftzufuhreinrichtung einen innerhalb des keramischen Brennrohres angeordneten Hohlkörper mit mehreren Primär-Luftdüsen auf, durch die Luft in Richtung der Brennstelle in die Verbrennungszone eingeblasen werden kann. Die Verbrennung von Biomasse umfasst eine Reihe verschiedener physikalischer und chemischer Prozesse, von der Trocknung über die Vergasung durch partielle Luftzufuhr bis hin zur anschließenden Oxidation von brennbaren Gasen und festem Kohlenstoff. Um den Prozess der Entgasung nicht nur in Gang zu halten sondern möglichst auch in der Leistung zu steuern ist es grundsätzlich bekannt, der Brennstelle Luftsauerstoff als so genannte "Primär- Luft" zuzuführen. Dadurch, dass die Primär-Luftzufuhreinrichtung einen innerhalb des keramischen Brennrohres angeordneten Hohlkörper aufweist, wird die von außen zugeführte Verbrennungsluft auf ihrem Weg von einem Gebläse zu den Primär-Luftdüsen durch die in dem Brennrohr bestehende Hitze erwärmt, was sich sowohl positiv beim Zünden des Brennstoffes als auch bei der Vergasung auswirkt. According to a further advantageous embodiment of the invention, the primary air supply means arranged within the ceramic combustion tube hollow body with a plurality of primary air nozzles, can be blown through the air in the direction of the combustion point in the combustion zone. Combustion of biomass involves a variety of physical and chemical processes, from drying to partial gasification gasification to the subsequent oxidation of combustible gases and solid carbon. In order not only to keep the degassing process going, but also to control its performance as far as possible, it is generally known to supply atmospheric oxygen to the focal point as so-called "primary air". Characterized in that the primary air supply means comprises a hollow body arranged within the ceramic combustion tube, the externally supplied combustion air is heated on its way from a fan to the primary air nozzles through the heat existing in the combustion tube, which is both positive when igniting the fuel as well as in the gasification.
Darüber hinaus wird durch die Ausbildung eines großflächigen Hohlkörpers die Möglichkeit geschaffen, eine Mehrzahl von Primär-Luftdüsen vorzusehen. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Hohlkörper auf der der offenen Seite des Brennrohres gegenüber liegenden Stirnseite innerhalb des Brennrohres angeordnet, d. h. auf der Seite, auf der die Zuführeinrichtung in das Brennrohr hineinragt. Der Hohlkörper ist dabei vorzugsweise so ausgebildet und angeord- net, dass die Zuführeinrichtung durch den Hohlkörper ins Innere des Brennrohres geführt ist. In addition, the possibility is created by the formation of a large-area hollow body to provide a plurality of primary air nozzles. According to one embodiment, the hollow body is arranged on the end face opposite the open side of the combustion tube inside the combustion tube, ie. H. on the side on which the feed device protrudes into the combustion tube. The hollow body is preferably designed and arranged such that the feed device is guided through the hollow body into the interior of the combustion tube.
Vorzugsweise sind dabei die Primär-Luftdüsen so angeordnet und ausgerichtet, dass die Primär-Luft unter verschiedenen Winkeln in Richtung der Brenn- stelle in die Verbrennungszone eingeblasen wird. Dadurch ist eine gleichmäßige und großflächige Zufuhr der Verbrennungsluft zur Brennstelle gewähr- leistet. Da sich der Brennstoff aufgrund der Drehung des Brennrohres aus dem unteren Scheitelpunkt des Brennrohres herausbewegt, sind vorzugsweise auch die Primär-Luftdüsen in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Brennrohres so ausgerichtet, dass der durchgerührte bzw. umgewälzte Brennstoff mög- liehst gleichmäßig mit Primärluft versorgt wird. Dazu ist gemäß einer weiteren Ausbildung vorgesehen, dass die Primär-Luftdüsen derart ausgerichtet sind, dass durch sie Luft unter einem Winkel größer 45° zur Waagerechten in Richtung des sich in der Brennstelle befindenden Brennstoffes geblasen werden kann. Preferably, the primary air nozzles are arranged and aligned so that the primary air is injected at different angles in the direction of the focal point in the combustion zone. This ensures a uniform and large-scale supply of combustion air to the burner. guaranteed. Since the fuel moves out of the lower vertex of the combustion tube due to the rotation of the combustion tube, the primary air nozzles are preferably also aligned in dependence on the direction of rotation of the combustion tube so that the stirred or circulated fuel is supplied with primary air as uniformly as possible. For this purpose, according to a further embodiment, it is provided that the primary air nozzles are aligned such that air can be blown through them at an angle greater than 45 ° to the horizontal in the direction of the fuel located in the combustion point.
Um eine möglichst vollständige Oxidation der freigesetzten gasförmigen Bestandteile zu erreichen und damit die Verbrennung zu optimieren ist darüber hinaus eine Sekundär-Luftzufuhreinrichtung vorgesehen, die ein Sekundär- Luftzufuhrrohr und mindestens eine ins Innere des keramischen Brennrohres ragende Sekundär-Luftdüse aufweist, durch die "Sekundärluft" in die Flamme des verbrennenden Brennstoffes geblasen wird. Das Sekundär-Luftzufuhrrohr ist dabei vorzugsweise durch den Hohlkörper der Primär-Luftzufuhrein- richtung gefuhrt, so dass auch die Sekundär-Luftdüsen auf der der offenen Seite gegenüber liegenden Seite in das Brennrohr hineinragen. In order to achieve the most complete possible oxidation of the released gaseous constituents and thus to optimize the combustion, a secondary air supply device is additionally provided, which has a secondary air supply pipe and at least one secondary air nozzle projecting into the interior of the ceramic combustion pipe, through the "secondary air". is blown into the flame of the burning fuel. The secondary air supply pipe is preferably guided by the hollow body of the primary Luftzufuhrein- direction, so that the secondary air nozzles protrude on the side opposite the open side in the combustion tube.
Darüber hinaus ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung ein zweites Sekundär-Luftzufuhrrohr aufweist, dass außen am keramischen Brennrohr bzw. am doppelwandigen Zylinder derart vorbeigeführt ist, dass das Ende des zweiten Sekundär-Luftzu- fuhrrohres von der offenen Seite in das Brennrohr hineinragt. Dadurch ist sichergestellt, dass sich über die gesamte Länge des Brennrohres ausreichend Luftsauerstoff innerhalb des Brennrohres befindet, wodurch die Vergasung der flüchtigen Bestandteile des Brennstoffes verbessert werden kann. Bei einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Brenners ist der Hohlkörper der Primär-Luftzufuhreinrichtung nicht an der Stirnseite des Brennrohres angeordnet, sondern er erstreckt sich in Längsrichtung des Brennrohres. Vorzugsweise erstreckt sich der Hohlkörper dabei im Wesentlichen über die gesamte Länge des Brennrohres, so dass auf die Anordnung ei- ner Sekundär-Luftzufuhreinrichtung im Brennrohr verzichtet werden kann, da bereits durch die Primär-Luftdüsen sichergestellt werden kann, dass sich über die gesamte Länge des Brennrohres ausreichend Luftsauerstoff innerhalb des Brennrohres befindet. In addition, according to a further embodiment, it is provided that the secondary air supply device has a second secondary air supply pipe that is guided past the ceramic combustion tube or double-walled cylinder such that the end of the second secondary air supply tube protrudes from the open side the combustion tube protrudes. This ensures that there is sufficient atmospheric oxygen within the combustion tube over the entire length of the combustion tube, whereby the gasification of the volatile constituents of the fuel can be improved. In another embodiment of the burner according to the invention, the hollow body of the primary air supply means is not arranged on the end face of the combustion tube, but it extends in the longitudinal direction of the combustion tube. Preferably, the hollow body extends substantially over the entire length of the combustion tube, so that it is possible to dispense with the arrangement of a secondary air supply device in the combustion tube, since it can already be ensured by the primary air nozzles the entire length of the combustion tube is sufficient atmospheric oxygen within the combustion tube.
Der Hohlkörper ist dabei ortsfest oberhalb der Mittelachse des Brennrohres angeordnet ist, so dass das Brennrohr relativ zum Hohlkörper drehbar ist. Durch die Drehung des Brennrohres wandert der Brennstoff an der inneren Wandung des Brennrohres solange in Drehrichtung aus dem unteren Scheitel des Brennrohres nach oben, bis der Brennstoff durch die Schwerkraft wieder nach unten fällt. Der Brennstoff vollzieht somit eine wellenartige Bewegung in Drehrichtung des Brennrohres und gleichzeitig eine Bewegung in Richtung des offenen Endes des Brennrohres. Durch die Anordnung des Hohlkörpers oberhalb der Mittelachse des Brennrohres ist sichergestellt, dass der Hohlkörper und insbesondere dessen Luftdüsen mit dem durch die Drehung des Brennrohres umgewälzten Brennstoff nicht in Berührung kommen, so dass es nicht zu einer Verstopfung der Luftdüsen kommt. The hollow body is arranged stationarily above the central axis of the combustion tube, so that the combustion tube is rotatable relative to the hollow body. As a result of the rotation of the combustion tube, the fuel migrates upwards on the inner wall of the combustion tube in the direction of rotation from the lower vertex of the combustion tube until the fuel falls down again by gravity. The fuel thus performs a wave-like movement in the direction of rotation of the combustion tube and at the same time a movement in the direction of the open end of the combustion tube. The arrangement of the hollow body above the central axis of the combustion tube ensures that the hollow body and in particular its air nozzles do not come into contact with the fuel circulated by the rotation of the combustion tube, so that the air nozzles do not clog up.
Gemäß einer bevorzugten Variante dieser Ausgestaltung sind der Hohlkörper und die Primär-Luftdüsen derart außermittig im Brennrohr angeordnet und ausgerichtet, dass mindestens die Hälfte des durch die Drehung des Brennroh- res umgewälzten und aus dem unteren Scheitel des Brennrohres herausbewegten Brennstoffs mit Luft versorgt wird. Die Luftdüsen in dem Hohlkörper sind dabei vorzugsweise so angeordnet, dass die Luft im Wesentlichen senkrecht auf den sich in der Brennstelle befindlichen Brennstoff geblasen wird. Hierbei ist die Anordnung des Hohlkörpers im Brennrohr somit abhängig von der Drehrichtung des Brennrohres; der Hohlkörper ist immer entgegen der Drehrichtung versetzt zur Mitte im Brennrohr angeordnet. Durch die Anordnung der Primär-Luftdüsen außermittig im Brennrohr entsteht im Brennrohr eine Rotationsbewegung der Brenngase, die zu einer vorteilhaften Verbrennung der Brenngase führt. According to a preferred variant of this embodiment, the hollow body and the primary air nozzles are arranged eccentrically in the combustion tube and aligned so that at least half of the fuel circulated by the rotation of the Brennroh- and moved out of the lower vertex of the combustion tube fuel is supplied with air. The air nozzles in the hollow body are preferably arranged so that the air is blown substantially perpendicular to the fuel located in the focal point. Here, the arrangement of the hollow body in the combustion tube is thus dependent on the direction of rotation of the combustion tube; the hollow body is always arranged counter to the direction of rotation offset from the center in the combustion tube. Due to the arrangement of the primary air nozzles off-center in the combustion tube is formed in the combustion tube, a rotational movement of the fuel gases, which leads to an advantageous combustion of the fuel gases.
Grundsätzlich besteht zwar die Möglichkeit, dass die Primär-Luftzufuhrein- richtung und die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung an ein gemeinsames Gebläse angeschlossen sind, vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die Primär- Luftzufuhreinrichtung und die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung jeweils an ein eigenes Gebläse angeschlossen sind. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass die Menge und/oder der Druck der Luft, die durch die Primär-Luftdüsen auf den Brennstoff in der Brennstelle bzw. durch die Sekundär-Luftdüsen und das zweite Sekundär-Luftzufuhrrohr in die Flamme geblasen wird, unabhängig voneinander eingestellt werden können. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Messfühler vorgesehen ist, der mindestens einen Abgaswert des Brenners, insbesondere den Restsauerstoffgehalt misst, wobei dann in Abhängigkeit vom gemessenen Abgaswert die Menge und/oder der Druck der Luft durch die Primär-Luftzufuhreinrichtung und/oder durch die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung eingestellt oder geregelt werden. In principle, although there is the possibility that the primary Luftzufuhrein- direction and the secondary air supply means are connected to a common fan, but it is preferably provided that the primary air supply means and the secondary air supply means are each connected to a separate blower. There is a possibility that the amount and / or pressure of the air passing through the primary air nozzles on the fuel in the combustion chamber or by the secondary air nozzles and the second secondary air supply pipe is blown into the flame, can be set independently. It is particularly advantageous if a measuring sensor is provided which measures at least one exhaust gas value of the burner, in particular the residual oxygen content, in which case the amount and / or the pressure of the air through the primary air supply device and / or through the Secondary air supply device can be set or regulated.
Das erfindungsgemäße Heizungssystem besteht aus dem erfindungsgemäßen Brenner und zumindest einem Heizkessel, wobei der Heizkessel an die offene Seite des Brenners bzw. des Brennrohres angrenzt. Bezüglich der Vorteile ei- nes derartigen Heizungssystems wird zunächst auf die zuvor beschriebenen Vorteile des erfindungsgemäßen Brenners verwiesen. Das Heizungssystem zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass es modular aufgebaut ist. Je nach gewünschtem Verwendungszweck, insbesondere in Abhängigkeit von der mit dem Heizungssystem erzielbaren Leistung und des verwendeten Brennstoffes, kann der erfindungsgemäße Brenner mit unterschiedlichen Heizkesseln kombiniert werden. The heating system according to the invention consists of the burner according to the invention and at least one boiler, wherein the boiler adjacent to the open side of the burner or the combustion tube. With regard to the advantages of such a heating system, reference is first made to the previously described advantages of the burner according to the invention. The heating system is also characterized by the fact that it is modular. Depending on the desired application, in particular depending on the achievable with the heating system power and the fuel used, the burner according to the invention can be combined with different boilers.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Heizungssystems weist der Heizkessel ein Kesselunterteil und ein Kesseloberteil auf, wobei im Kesselunterteil ein Ausbrand- bzw. Ausglühraum als zweite Verbrennungsstufe angeordnet ist und die offene Seite des Brennrohres in das Kesselunterteil hineinragt, so dass der aus dem Brennrohr heraus transportierte feste Kohlenstoff in den Ausbrand- bzw. Ausglühraum gelangt und dort weiter ausbrennt bzw. ausglüht. Das Kesseloberteil weist zumindest eine Kesselwand, einen Kesselde- ekel und ein innerhalb der Kesselwand angeordnetes Flammenrohr auf, wobei die im Ausbrand- bzw. Ausglühraum entstehenden Rauchgase zusammen mit den aus dem Brennrohr aufsteigenden Rauchgasen im Flammenrohr ausbrennen. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Heizkessels weist das Heizungssystem somit neben der im Brenner realisierten ersten Verbrennungsstufe eine im Kesselunterteil des Heizkessels ausgebildete zweite Verbrennungsstufe auf, in der die in der ersten Verbrennungsstufe nur teilweise ausgebrannten Brennstoffe, die noch einen Kohlenstoffanteil und damit auch noch einen Energiewert aufweisen, weiter ausbrennen können. In a preferred embodiment of the heating system, the boiler on a boiler base and a boiler shell, wherein in the boiler base a Ausbrand- or Ausglühraum is arranged as a second combustion stage and the open side of the combustion tube protrudes into the boiler base, so that the transported out of the combustion tube fixed Carbon passes into the Ausbrand- or Ausglühraum and there burns out or anneals. The boiler shell has at least one boiler wall, a Kesselde- disgust and a disposed within the boiler wall flame tube, wherein the resulting in Ausbrand- or Ausglühraum flue gases burn out together with the ascending from the combustion tube flue gases in the flame tube. In such an embodiment of the boiler, the heating system thus has, in addition to the first combustion stage realized in the burner, a second combustion stage formed in the boiler lower part of the boiler, in which only partially burned out in the first combustion stage Fuels, which still have a carbon content and thus also an energy value, can continue to burn out.
Bei dem Heizsystem wird die zu verbrennende Biomasse in flüchtige Bestand- teile einerseits und festen Kohlenstoff andererseits aufgespalten, wobei der feste Kohlenstoff nicht im Brennrohr sondern im Ausbrand- bzw. Ausglühraum des Heizkessels ausbrennt. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als Biomasse ein Brennstoff verwendet wird, der einen relativ niedrigen Ascheerweichungspunkt aufweist, wie dies in der Regel bei Getreide und Stroh der Fall ist. Dadurch, dass der feste Kohlenstoff nicht in dem sehr heißen Brennrohr, sondern in dem eine niedrigere Temperatur aufweisenden Ausbrand- und Ausglühraum weiter ausbrennt, wird eine Verschlackung des festen Kohlenstoffes verhindert. Insbesondere bei der Ausgestaltung des Brenners, bei der sich der Hohlkörper der Primär-Luftzufuhreinrichtung in Längsrichtung des Brennrohres erstreckt, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Heizungssystems eine Sekun- där-Luftzufuhreinrichtung im Heizkessel vorgesehen ist. Die Sekundär- Luftzufuhreinrichtung weist ein Sekundär-Luftzufuhrrohr und einen im Über- gangsbereich zwischen dem Kesselunterteil und dem Kesseloberteil angeordneten Hohlkörper auf. Der Hohlkörper ist dabei unmittelbar angrenzend oder mit etwas Abstand unterhalb des Flammenrohrs angeordnet ist, so dass Se- kundär-Luft in die aus den Brennrohr und die aus dem Ausbrand- bzw. Ausglühraum aufsteigenden Rauchgase geblasen werden kann, die gemeinsam im Flammenrohr ausbrennen. Dadurch können die Rauchgase optimal im Flammenrohr ausbrennen. In the heating system, the biomass to be burned is divided into volatile components on the one hand and solid carbon on the other hand, the solid carbon burns not in the combustion tube but in Ausbrand- or Ausglühraum the boiler. Such a configuration is particularly advantageous when a fuel is used as the biomass, which has a relatively low ash softening point, as is usually the case with grain and straw. Characterized in that the solid carbon burns not in the very hot combustion tube, but in the lower temperature having Ausbrand- and Ausglühraum on, a slagging of the solid carbon is prevented. In particular, in the embodiment of the burner in which the hollow body of the primary air supply device extends in the longitudinal direction of the combustion tube, a secondary air supply device is provided in the boiler according to a preferred embodiment of the heating system. The secondary air supply device has a secondary air supply pipe and a hollow body arranged in the transition region between the lower boiler part and the upper boiler part. In this case, the hollow body is arranged directly adjacent or at some distance below the flame tube, so that secondary air can be blown into the flue gases rising from the combustion tube and from the combustion or annealing space, which burn out together in the flame tube. This allows the flue gases burn out optimally in the flame tube.
Vorzugsweise ist dabei der Hohlkörper der Sekundär-Luftzufuhreinrichtung als Rohrring mit mehren Luftdüsen ausgebildet ist, durch die Luft in die Rauchgase geblasen wird. Dadurch kann eine sehr gute und gleichmäßige Durchmischung der Rauchgase mit der Sekundär-Luft erreicht werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Luftdüsen tangential ausgerichtet, wodurch das Gasgemisch in eine rotierende Bewegung versetzt wird, was zu einer vorteilhaften Verlängerung des Verbrennungsweges im Flammenrohr führt. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist der Heizkessel von einem vorzugsweise mehrzügigen Wärmetauscher umgeben, der dann die eigentliche Außenwand des Heizkessels bzw. des Kesseloberteils des Heizkessels darstellt. Der Wärmetauscher ist dabei bevorzugt mit Teflon oder einem anderen hitzebeständigen Material beschichtet. Vorzugsweise weist dabei der Heizkessel und/oder der Wärmetauscher mindestens einen Zug auf, in dem die Rauchgase abwärts strömen, so dass es zu einer Beruhigung der Rauchgase und insbesondere von in den Rauchgasen enthaltenen Staubpartikeln kommen kann. Außerhalb des Flammenrohres ist dann mindestens ein Abscheideraum vorgesehen, in den die Staubpartikel absinken können. Preferably, the hollow body of the secondary air supply device is designed as a pipe ring with multiple air nozzles is blown through the air into the flue gases. As a result, a very good and uniform mixing of the flue gases with the secondary air can be achieved. According to a further advantageous embodiment, the air nozzles are aligned tangentially, whereby the gas mixture is placed in a rotating movement, resulting in an advantageous extension of the combustion path in the flame tube. According to another preferred embodiment of the boiler is surrounded by a preferably mehrzügigen heat exchanger, which then represents the actual outer wall of the boiler or the boiler shell of the boiler. The heat exchanger is preferably coated with Teflon or another heat-resistant material. Preferably, the boiler and / or the heat exchanger at least one train, in which the flue gases flow downwards, so that it can lead to a calming of the flue gases and in particular of dust particles contained in the flue gases. Outside the flame tube then at least one separation space is provided, in which the dust particles can fall.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Heizungssystem zusätzlich ein zweites Kesselunterteil auf, das an das Kesselunterteil des Heizkessels angrenzt. Der feste Kohlenstoff wird dabei durch den Ausbrand- bzw. Ausglüh- räum des ersten Kesselunterteils in einen im zweiten Kesselunterteil ausgebildeten zweiten Ausbrand- bzw. Ausglühraum transportiert, so dass der feste Kohlenstoff dort weiter ausbrennen bzw. ausglühen kann. Der zweite Ausbrand- bzw. Ausglühraum im zweiten Kesselunterteil ist derart angeordnet und ausgebildet, dass auch die dort entstehenden Rauchgase, zusammen mit den aus dem Brennrohr aufsteigenden Rauchgasen und den Rauchgasen aus dem ersten Ausbrand- bzw. Ausglühraum, im Flammenrohr ausbrennen. According to a further embodiment, the heating system additionally has a second boiler lower part, which adjoins the boiler lower part of the boiler. The solid carbon is thereby transported through the burn-out or annealing space of the first boiler lower part into a second burn-out or annealing space formed in the second boiler lower part, so that the solid carbon can continue to burn out or anneal there. The second Ausbrand- or Ausglühraum in the second boiler base is arranged and designed so that the flue gases formed there burn out, together with the rising from the combustion tube flue gases and the flue gases from the first Ausbrand- or Ausglühraum in the flame tube.
Weist das erfindungsgemäße Heizungssystem ein zweites Kesselunterteil auf, so kann vorteilhafter weise ein separater Wärmetauscher vorgesehen sein, der auf dem zweiten Kesselunterteil angeordnet und derart mit dem Kesseloberteil des Heizkessels verbunden ist, dass die im Flammenrohr ausbrennenden Rauchgase durch die Züge des Wärmetauschers geleitet werden. Durch die Verwendung eines separaten Wärmetauschers kann die mit dem erfindungsgemäßen Heizungssystem erreichbare Leistung weiter erhöht werden. Durch den modulartigen Aufbau des Heizungssystems besteht dabei die Möglichkeit, für unterschiedliche Leistungen unterschiedliche Wärmetauscher mit dem zweiten Kesselunterteil zu verbinden. If the heating system according to the invention has a second boiler lower part, a separate heat exchanger can advantageously be provided which is arranged on the second boiler lower part and connected to the boiler upper part of the boiler in such a way that the flue gases burning out in the flame tube are led through the trains of the heat exchanger. By using a separate heat exchanger, the achievable with the heating system according to the invention performance can be further increased. Due to the modular design of the heating system, it is possible to connect different heat exchangers with the second lower part of the boiler for different capacities.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungs- gemäßen Brenner bzw. das erfindungsgemäße Heizsystem auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 14 nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen In particular, there are a variety of ways to design and further develop the inventive burner or the heating system according to the invention. Reference is made to both the claims. 1 and 14 subordinate claims, as well as to the description of preferred exemplary embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing, Fig. 1 shows a schematic sectional view of the invention
Brenners,  burner,
Fig. 2 eine Skizze des inneren Aufbaus des erfindungsgemäßen Brenners, in Schnittdarstellung, 2 is a sketch of the internal structure of the burner according to the invention, in sectional view,
Fig. 3 eine Skizze des Aufbaus des Brenners gemäß Fig. 2, mit Antriebswelle und Sekundär-Luftzufuhreinrichtung, 3 shows a sketch of the construction of the burner according to FIG. 2, with drive shaft and secondary air supply device, FIG.
Fig. 4 eine Skizze der Antriebsvorrichtung des erfindungsgemäßen Fig. 4 is a sketch of the drive device of the invention
Brenners,  burner,
Fig. 5 eine Skizze des Aufbaus des Brenners im Querschnitt, mit einer alternativen Ausgestaltung der Primär-Luftzufuhreinrichtung, Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Heizungssystems mit Brenner, Heizkessel und separatem Wärmetauscher, im Längsschnitt, 5 shows a sketch of the structure of the burner in cross section, with an alternative embodiment of the primary air supply device, FIG. 6 is a schematic representation of a heating system with burner, boiler and separate heat exchanger, in longitudinal section,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Heizsystems gemäß Fig. 6, und Fig. 7 is a perspective view of the heating system of FIG. 6, and
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Variante des Heizungssystems mit Brenner, Heizkessel und separatem Wärmetauscher, im Längsschnitt. Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Brenners 1 für die Verbrennung von festem Brennstoff 2, insbesondere von pelletierter und gehexelter Biomasse, beispielsweise Holz, Getreide oder getreideähnlichen Stoffen wie Stroh oder Raps. Der Brenner 1 weist zunächst ein Brennrohr 3 auf, das aus Keramik besteht und im in Fig. 1 dargestellten Grundzustand waagerecht angeordnet ist. Die Innenwand des Brennrohres 3 bildet dabei die Brennstelle für den mit einer Zuführeinrichtung 4 ins Innere des Brennrohres 3 geforderten Brennstoff 2. Zur Förderung des Brennstoffes 2 aus einem - hier nicht dargestellten - Vorratsbehälter weist die Zuführeinrichtung 4 eine Förderschnecke 5 auf. Um den Prozess der Endgasung des mittels einer - hier nicht dargestellten - Zündeinrichtung gezündeten Brennstoffes 2 in Gang zu halten und in der Leistung zu steuern, ist eine Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 vorgesehen, deren Aufbau für ein erstes Ausführungsbeispiel nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 und für ein zweites Ausführungsbeispiel im Zu- sammenhang mit Fig. 5 genauer beschrieben wird. Fig. 8 is a schematic representation of a variant of the heating system with burner, boiler and separate heat exchanger, in longitudinal section. 1 shows a schematic representation of a burner 1 according to the invention for the combustion of solid fuel 2, in particular of pelleted and cultured biomass, for example wood, grain or cereal-like substances such as straw or oilseed rape. The burner 1 initially has a combustion tube 3, which consists of ceramic and is arranged horizontally in the basic state shown in Fig. 1. The inner wall of the combustion tube 3 forms the focal point for the with a feeder 4 inside For conveying the fuel 2 from a - not shown here - reservoir, the feeder 4 a screw conveyor 5 on. In order to keep the process of final degassing of the fuel 2 ignited by means of an ignition device, not shown here, and to control its performance, a primary air supply device 6 is provided whose structure for a first exemplary embodiment is described below in connection with FIGS 3 and for a second embodiment in conjunction with FIG. 5 will be described in more detail.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ragt die Zufuhreinrichtung 4 auf der der offenen Seite 7 des Brennrohres 3 bzw. des Brenner 1 gegenüberliegenden Seite 8 in das Brennrohr 3 hinein. Der Brennstoff 2 wird somit von der Förderschnecke 5 in die - in Fig. 1 links dargestellte - Seite 8 des Brennrohres gefördert. Da der Brenner 1 eine - separat in Fig. 4 dargestellte - Antriebsvorrichtung 9 zur Drehung des Brennrohres 3 um seine Längsachse aufweist, wird der von der Förderschnecke 5 in das sich das drehende Brennrohr 3 transportierte Brennstoff 2 durch die Drehung des Brennrohres 3 sowohl umgewälzt als auch in Richtung der - in Fig. 1 rechts dargestellten - offenen Seite 7 des Brennrohres bewegt. Sowohl die die Vergasung fördernde Umwälzung des Brennstoffes 2, als auch der Transport des ausbrennenden Brennstoffes 2 in Richtung der offenen Seite 7 des Brennrohres 3 und aus dem Brennrohr 3 heraus, erfolgt alleine durch die Drehung des Brennrohres 3. Auf die Anordnung mechanischer Bauteile zur Umwälzung und Förderung des Brennstoffes 2 innerhalb des Brennrohrs 3 kann somit verzichtet werden. As can be seen from FIG. 1, the feed device 4 protrudes into the combustion tube 3 on the side 8 opposite the open side 7 of the combustion tube 3 or the burner 1. The fuel 2 is thus promoted by the screw conveyor 5 in the - shown on the left in Fig. 1 - page 8 of the combustion tube. Since the burner 1 has a drive device 9, shown separately in FIG. 4, for rotating the combustion tube 3 about its longitudinal axis, the fuel 2 transported by the screw conveyor 5 into the rotating combustion tube 3 is both circulated by the rotation of the combustion tube 3 also in the direction of - shown in Fig. 1 right - open side 7 of the combustion tube moves. Both the gasification promoting circulation of the fuel 2, as well as the transport of the burning fuel 2 in the direction of the open side 7 of the combustion tube 3 and out of the combustion tube 3 out, takes place solely by the rotation of the combustion tube 3. On the arrangement of mechanical components for circulation and promotion of the fuel 2 within the combustion tube 3 can thus be dispensed with.
Insbesondere aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, dass das keramische Brennrohr 3 von einem Stahlmantel 10 umgeben ist, der drehfest mit dem Brennrohr 3 verbunden ist. Die Baueinheit aus Brennrohr 3 und Stahlmantel 10 ist darüber hinaus - mit radialem Abstand - von einem doppelwandigen Zylinder 11 umgeben, der von einer Flüssigkeit durchströmt wird, wodurch die Wärmeab- strahlung des Brenners 1 an die Umgebung reduziert wird. Die in Fig. 4 separat dargestellte Antriebsvorrichtung 9 weist neben einem Motor 12 eine Antriebswelle 13 und eine parallel dazu angeordnete Stützachse 14 auf. Zur Übertragung der Drehung der Antriebswelle 13 auf das Brennrohr 3 bzw. den das Brennrohr 3 fest umgebenden Stahlmantel 10 sind an dem Stahlmantel 10 zwei Laufringe 15 angeordnet, die auf den beiden mit der Antriebswelle 13 verbundenen Antriebsrädern 16 und den beiden Stützrädern 17 der Stützachse 14 aufliegen. Zur axialen Führung der Laufringe 15 und damit auch des Stahlmantels 10 sowie des Brennrohres 3 weisen die Antriebsräder 16 und die Stützräder 17 jeweils U-förmige Felgen 18 auf, in denen die Laufringe 15 geführt werden. In Fig. 1 ist durch zwei Striche, die zueinander einen Winkel α bilden, angedeutet, dass die Antriebswelle 13 und die Stützachse 14 um ihren waagerechte Grundzustand so ausgelenkt werden können, dass das freie Ende der Antriebswelle 13 und das korrespondierende Ende der Stützachse 14 wahlweise angehoben oder abgesenkt werden können. Dadurch kann auch die offene Sei- te 7 des Brennrohres 3 relativ zur gegenüberliegenden Seite 8, an der der Brennstoff 2 über die Zuführeinrichtung 4 in das Brennrohr 3 gelangt, angehoben oder abgesenkt werden kann, was in Fig. 1 durch den Pfeil A angedeutet ist. Das Brennrohr 3 kann dadurch - in Förderrichtung des Brennstoffes 2 gesehen - in eine ansteigende oder abfallende Position gebracht werden, wo- durch die Verweilzeit des Brennstoffes 2 innerhalb des Brennrohres 3 verändert werden kann. Bei einem Ansteigen des Brennrohres 3 verlängert sich die Verweildauer, während sich die Verweildauer des Brennstoffes 2 innerhalb des Brennrohres 3 bei einem Absenken des Brennrohres 3 verkürzt. Sowohl die Antriebswelle 13 als auch die Stützachse 14 ist über Lager 19 an dem doppelwandigen Zylinder 11 befestigt, so dass die Lager 19 in vorteilhafter Weise durch den mit Wasser durchströmten doppelwandigen Zylinder 1 1 gekühlt werden. Damit die innerhalb des Zylinders 11 angeordneten LaufringeIn particular, from FIGS. 2 and 3 it can be seen that the ceramic combustion tube 3 is surrounded by a steel jacket 10, which is non-rotatably connected to the combustion tube 3. The assembly of combustion tube 3 and steel shell 10 is also - at a radial distance - surrounded by a double-walled cylinder 11, which is traversed by a liquid, whereby the heat radiation of the burner 1 is reduced to the environment. The drive device 9 shown separately in FIG. 4 has, in addition to a motor 12, a drive shaft 13 and a support shaft arranged parallel thereto 14 on. To transmit the rotation of the drive shaft 13 to the combustion tube 3 and the combustion tube 3 tightly surrounding steel shell 10 two races 15 are arranged on the steel shell 10, on the two connected to the drive shaft 13 drive wheels 16 and the two support wheels 17 of the support shaft fourteenth rest. For axial guidance of the races 15 and thus also the steel shell 10 and the combustion tube 3, the drive wheels 16 and the support wheels 17 each have U-shaped rims 18, in which the races 15 are guided. In Fig. 1 by two bars which form an angle α to each other, indicated that the drive shaft 13 and the support shaft 14 can be deflected about its horizontal ground state so that the free end of the drive shaft 13 and the corresponding end of the support shaft 14 optional can be raised or lowered. As a result, the open side 7 of the combustion tube 3 can also be raised or lowered relative to the opposite side 8 at which the fuel 2 reaches the combustion tube 3 via the feed device 4, which is indicated by the arrow A in FIG , As a result, the combustion tube 3 can be brought into an ascending or descending position, viewed in the conveying direction of the fuel 2, as a result of which the residence time of the fuel 2 within the combustion tube 3 can be changed. When the combustion tube 3 rises, the residence time is increased, while the residence time of the fuel 2 within the combustion tube 3 is shortened when the combustion tube 3 is lowered. Both the drive shaft 13 and the support shaft 14 is mounted on the double-walled cylinder 11 via bearings 19, so that the bearings 19 are advantageously cooled by the double-walled cylinder 11 through which water flows. So that the arranged inside the cylinder 11 races
15 mit den Antriebsrädern 16 und den Stützrädern 17 zusammenwirken kön- nen, sind an der Unterseite des Zylinders 11 vier Öffnungen 20 vorgesehen, durch die die Antriebsräder 16 und die Stützräder 17 ins Innere des Zylinders 11 ragen. 15 with the drive wheels 16 and the support wheels 17 NEN, four openings 20 are provided on the underside of the cylinder 11 through which the drive wheels 16 and the support wheels 17 project into the interior of the cylinder 11.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, weist die Primär-Luftzufuhrein- richtung 6 einen innerhalb des keramischen Brennrohres 3, an der zweitenAs can be seen from FIGS. 2 and 3, the primary air supply device 6 has one inside the ceramic combustion tube 3, at the second one
Seite 8 angeordneten Hohlkörper 21 auf, an dem eine Mehrzahl von Vorzugs- weise beweglichen Primär-Luftdüsen 22 angeordnet ist, durch die - in Fig. 1 als Pfeile 23 dargestellte - Primär-Luft in verschiedenen Winkeln auf den brennenden Brennstoff 2 und damit in die Verbrennungszone eingeblasen werden kann. Die Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 weist darüber hinaus ein Gebläse 24 auf, das an einem zweiten, außerhalb des Brennrohres 3 angeordneten Hohlkörper 25 angeschlossen ist, der über einen Kanal 26 mit dem ersten Hohlkörper 21 verbunden ist. In dem zweiten Hohlkörper 25, an dem das Gebläse 24 angeschlossen ist, kann ein Luftdruck aufgebaut werden, so dass die Primär-Luft 23 unter einem vorgegebenen Druck durch die Primär- Luftdüsen 22 in die Verbrennungszone eingeblasen werden kann. 8 arranged hollow body on which a plurality of preferential is arranged movable primary air nozzles 22 through which - shown in Figure 1 as arrows 23 - primary air can be injected at different angles to the burning fuel 2 and thus into the combustion zone. The primary air supply device 6 also has a fan 24, which is connected to a second hollow body 25 arranged outside the combustion tube 3 and which is connected to the first hollow body 21 via a channel 26. In the second hollow body 25, to which the blower 24 is connected, an air pressure can be built up, so that the primary air 23 can be blown under a predetermined pressure through the primary air nozzles 22 into the combustion zone.
Bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 5 weist die Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 ebenfalls einen innerhalb des keramischen Brennrohres 3 angeordneten Hohlkörper 21 mit mehreren Primär-Luftdüsen 22 auf, durch die Pri- mär-Luft auf den brennenden Brennstoff 2 geblasen wird. Bei dieser Variante ist der Hohlkörper 21 jedoch nicht an der geschlossenen Stirnseite 8 des Brennrohres 3 angeordnet, sondern er erstreckt sich in Längsrichtung des Brennrohres 3, vorzugsweise über die gesamte Länge des Brennrohres 3. Der Hohlkörper 21 ist oberhalb und außermittig der Mittelachse des Brennrohres 3 angeordnet ist, so dass der Hohlkörper 21 und insbesondere die Primär- Luftdüsen 22 nicht mit dem durch die Drehung des Brennrohres 3 umgewälzten Brennstoff 2 in Berührung kommen. In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the primary air supply device 6 likewise has a hollow body 21 arranged inside the ceramic combustion tube 3 with a plurality of primary air nozzles 22, through which primary air is blown onto the burning fuel 2. In this variant, the hollow body 21 is not arranged on the closed end 8 of the combustion tube 3, but it extends in the longitudinal direction of the combustion tube 3, preferably over the entire length of the combustion tube 3. The hollow body 21 is above and off center of the central axis of the combustion tube. 3 is arranged, so that the hollow body 21 and in particular the primary air nozzles 22 do not come into contact with the circulated by the rotation of the combustion tube 3 fuel 2.
Durch die Drehung des Brennrohres 3 wandert der Brennstoff 2 an der inneren Wandung des Brennrohres 3 solange in der mit einem Pfeil D angezeigten Drehrichtung aus dem unteren Scheitel des Brennrohres 3 nach oben, bis der Brennstoff 2 aufgrund der Schwerkraft wieder nach unten fällt. Der Brennstoff 2 vollzieht somit eine wellenartige Bewegung in Drehrichtung D des Brennrohres 2. Dadurch wird der Brennstoff 2 gut durchgemischt und es ge- langt immer wieder frischer Brennstoff 2 nach oben in Richtung der durch die Primär-Luftdüsen 22 eingebrachten Verbrennungsluft. Durch die Drehung des Brennrohres 2 erfährt der Brennstoff 2 gleichzeitig eine Bewegung in Richtung des offenen Endes 7 des Brennrohres 2. Durch die Anordnung des Hohlkörpers 21 oberhalb der Mittelachse des Brennrohres 3 ist sichergestellt, dass der Hohlkörper 21 und insbesondere des- sen Primär-Luftdüsen 22 mit dem durch die Drehung des Brennrohres 3 umgewälzten Brennstoff 2 nicht in Berührung kommen, so dass es nicht zu einer Verstopfung der Primär-Luftdüsen 22 kommt. Außerdem ist durch die außermittige Anordnung der Primär-Luftdüsen 22 im Brennrohr 3 gewährleistet, dass mindestens die Hälfte des umgewälzten und aus dem unteren Scheitel des Brennrohres 3 herausbewegten Brennstoffs 2 mit Primär-Luft versorgt wird. Wie aus Fig. 5 erkennbar ist, sind die Primär-Luftdüsen 22 in dem Hohlkörper 21 dabei so angeordnet, dass die Luft im Wesentlichen senkrecht auf den sich in der Brennstelle befindlichen Brennstoff 2 geblasen wird. Die Anordnung des Hohlkörpers 21 im Brennrohr 3 muss somit in Abhängigkeit von der Drehrichtung D des Brennrohres 3 gewählt werden. Da sich bei der Ausführung gemäß Fig. 5 das Brennrohr 3 entgegen dem Uhrzeigerrichtung dreht, ist der Hohlkörper 21 in Uhrzeigerrichtung versetzt zur Mitte im Brennrohr 3 angeordnet. Durch die Anordnung der Primär-Luftdüsen 22 außermittig im Brennrohr 3 entsteht eine Rotationsbewegung der Brenngase, die zu einer vorteilhaften Verbrennung der Brenngase führt. By the rotation of the combustion tube 3, the fuel 2 migrates on the inner wall of the combustion tube 3 in the direction of rotation indicated by an arrow D from the lower vertex of the combustion tube 3 until the fuel 2 falls down again due to gravity. The fuel 2 thus undergoes a wave-like movement in the direction of rotation D of the combustion tube 2. As a result, the fuel 2 is thoroughly mixed and fresh fuel 2 is always carried upward in the direction of the combustion air introduced through the primary air nozzles 22. By the rotation of the combustion tube 2, the fuel 2 undergoes simultaneously a movement in the direction of the open end 7 of the combustion tube 2. The arrangement of the hollow body 21 above the central axis of the combustion tube 3 ensures that the hollow body 21 and in particular des- sen primary air nozzles 22 with the circulated by the rotation of the combustion tube 3 fuel 2 does not come into contact, so that it does not lead to a blockage of the primary air nozzles 22. In addition, it is ensured by the eccentric arrangement of the primary air nozzles 22 in the combustion tube 3 that at least half of the circulated and moved out of the lower vertex of the combustion tube 3 fuel 2 is supplied with primary air. As can be seen from FIG. 5, the primary air nozzles 22 in the hollow body 21 are arranged in such a way that the air is blown substantially perpendicular to the fuel 2 located in the combustion point. The arrangement of the hollow body 21 in the combustion tube 3 must therefore be selected as a function of the direction of rotation D of the combustion tube 3. Since in the embodiment according to FIG. 5, the combustion tube 3 rotates counterclockwise, the hollow body 21 is arranged offset in the clockwise direction to the center in the combustion tube 3. Due to the arrangement of the primary air nozzles 22 off-center in the combustion tube 3, a rotational movement of the fuel gases, which leads to an advantageous combustion of the fuel gases.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Brenner 1 ist neben der Primär-Luft- zufuhreinrichtung 6 noch eine Sekundär-Luftzufuhreinrichtung 27 vorgese- hen, die zunächst ein Sekundär-Luftzufuhrrohr 28, mehrere Sekundär-Luft- düsen 29, ein Gebläse 30 sowie einen Hohlkörper 31 als Sekundär- Luftverteiler aufweist. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist das Sekundär-Luftzufuhrrohr 28 sowohl durch den inneren Hohlkörper 21 als auch durch den äußeren, zweiten Hohlkörper 25 der Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 geführt. Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausgestaltung des Brenners 1 weist die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung 27 darüber hinaus noch ein zweites Sekundär-Luftzufuhrrohr 32 auf, das außen am doppelwandigen Zylinder 11 und damit auch außen am Brennrohr 3 vorbeigeführt ist, wobei das Ende 33 des zweiten Sekundär-Luftzufuhrrohres 32 so abgebogen ist, dass es von der offenen Seite 7 in das Brennrohr 3 hineinragt. Dadurch kann - in Fig. 1 ebenfalls durch Pfeile 34 dargestellte Sekundär-Luft zusätzlich auch von der offenen Seite 7 in die Flammen des verbrennenden Brennstoffes 2 geblasen werden. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, ist der Brenner 1 auf einer Seite offen, wobei auf dieser Seite das Brennrohr 3 mit seiner offenen Seite 7 etwas aus dem doppelwandigen Zylinder 11 hinausragt. Das Brennrohr 3 selber ist rohr- förmig ausgebildet, wobei das Brennrohr 3 jedoch auf der der offenen Seite 7 gegenüberliegenden Seite 8 durch einen mit dem Stahlmantel 10 verbundenen Boden 35, in dem eine kreisförmige Öffnung 36 ausgebildet ist, verschlossen ist. Ebenso wie der Stahlmantel 10 weist auch der Zylinder 11 einen Boden 37 mit einer kreisförmigen Öffnung 38 auf. Durch die Öffnungen 36, 38 im Boden 35 des Stahlmantels 10 bzw. im Boden 37 des Zylinders 11 ist der Kanal 26 der Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 geführt, wobei an der Innenseite des Bodens 35 der Hohlkörper 21 und an der Außenseite des Bodens 37 der zwei- te Hohlkörper 25 der Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 angrenzt, so dass die Seite 8 des Brennrohres 3 durch die Böden 35, 37 sowie die in den Öffnungen 36, 37 der Böden 35, 37 eingesetzte Primär-Luftzufuhreinrichtung 6, insbesondere die beiden Hohlkörper 21, 25 verschlossen ist. Das Ende der Zuführeinrichtung 4 ist innerhalb der Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 durch die Öff- nungen 36, 38 geführt, so dass in dem Boden 35 des Stahlmantels 10 bzw. in dem Boden 37 des Zylinders 11 keine weitere Öffnung für die Zuführeinrichtung 4 erforderlich ist. In the burner 1 shown in FIGS. 1 to 3, a secondary air supply device 27 is provided in addition to the primary air supply device 6, the first a secondary air supply pipe 28, a plurality of secondary air nozzles 29, a blower 30th and having a hollow body 31 as a secondary air distributor. As is apparent from FIGS. 2 and 3, the secondary air supply pipe 28 is guided both by the inner hollow body 21 and by the outer, second hollow body 25 of the primary air supply means 6. In the embodiment of the burner 1 shown in Figs. 1 to 3, the secondary air supply device 27 also has a second secondary air supply pipe 32, which is outside the double-walled cylinder 11 and thus also passed outside the combustion tube 3, wherein the end 33 of the second secondary air supply pipe 32 is bent so that it protrudes from the open side 7 into the combustion tube 3. As a result, secondary air likewise represented by arrows 34 in FIG. 1 can also be blown from the open side 7 into the flames of the combustible fuel 2. As can be seen from FIGS. 1 to 3, the burner 1 is open on one side, on this side the combustion tube 3 with its open side 7 something out protrudes the double-walled cylinder 11. The combustion tube 3 itself is of tubular design, but the combustion tube 3 is closed on the side 8 opposite the open side 7 by a base 35 connected to the steel jacket 10 in which a circular opening 36 is formed. Like the steel shell 10, the cylinder 11 also has a bottom 37 with a circular opening 38. Through the openings 36, 38 in the bottom 35 of the steel shell 10 and in the bottom 37 of the cylinder 11, the channel 26 of the primary air supply means 6 is guided, wherein on the inside of the bottom 35 of the hollow body 21 and on the outside of the bottom 37 of the two te hollow body 25 of the primary air supply means 6 is adjacent, so that the side 8 of the combustion tube 3 through the bottoms 35, 37 and in the openings 36, 37 of the bottoms 35, 37 used primary air supply means 6, in particular the two hollow body 21, 25 is closed. The end of the feed device 4 is guided within the primary air feed device 6 through the openings 36, 38, so that no further opening for the feed device 4 is required in the bottom 35 of the steel shell 10 or in the bottom 37 of the cylinder 11.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein erfindungsgemäßes Heizungssystem 39, bei dem an der offenen Seite 7 des Brennrohres 3 bzw. des Brenners 1 ein Heizkessel 40 angrenzt. Der Heizkessel 40 besteht aus einem einen Ausbrand- bzw. Ausglühraum 41 als zweite Verbrennungs stufe aufweisenden Kesselunterteil 42 und einem eine Kesselwand 43, einen Kesseldeckel 44 und ein Flammenrohr 45 aufweisenden Kesseloberteil 46. FIGS. 6 to 8 show a heating system 39 according to the invention, in which a heating boiler 40 adjoins the open side 7 of the combustion tube 3 or of the burner 1. The boiler 40 consists of a burn-out or Ausglühraum 41 as a second combustion stage having boiler base 42 and a boiler wall 43, a boiler lid 44 and a flame tube 45 having boiler shell 46th
Wie aus den Fig. 6 und 8 ersichtlich ist, ragt die offene Seite 7 des Brennrohres 3 in das Kesselunterteil 42 hinein, so dass der aus dem Brennrohr 3 aufgrund dessen Drehung heraustransportierte feste Kohlenstoff 47 in den Ausbrand- bzw. Ausglühraum 41 gelangt und dort weiter ausbrennen bzw. ausglühen kann. Die im Ausbrand- bzw. Ausglühraum 41 entstehenden Rauchgase gelangen aus dem Kesselunterteil 42 in das Flammenrohr 45 im Kesseloberteil 46, wo sie zusammen mit den aus dem Brennrohr 3 aufsteigenden Rauchgasen ausbrennen. Bei dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Heizungssystem 39 ist die Kesselwand 43 und der Kesseldeckel 44 von einem Wärmetauscher 48 umgeben, der die eigentliche Außenwand des Heizkessels 40 bildet. Der Wärmetauscher 48 weist mehrere Züge 49a, 49b auf, wobei das Rauchgas zumindest in einem Zug 49a nach unten strömt, so dass sich Staubpartikel, die beim Verbrennen im Flammenrohr 45 mit aufsteigen, beim nachfolgenden Abwärtströmen im Zug 49a beruhigen und in außerhalb des Flammenrohres 45 ausgebildeten Abscheideräumen 50 absinken können. As can be seen from FIGS. 6 and 8, the open side 7 of the combustion tube 3 protrudes into the boiler lower part 42, so that the solid carbon 47 transported out of the combustion tube 3 due to its rotation passes into the burn-out or annealing space 41 and there continue to burn out or anneal. The resulting in Ausbrand- or Ausglühraum 41 flue gases pass from the boiler base 42 in the flame tube 45 in the boiler shell 46, where they burn out together with the ascending from the combustion tube 3 flue gases. In the heating system 39 shown in FIGS. 6 and 7, the boiler wall 43 and the boiler cover 44 is surrounded by a heat exchanger 48, the the actual outer wall of the boiler 40 forms. The heat exchanger 48 has a plurality of trains 49a, 49b, wherein the flue gas flows at least in a train 49a down, so that dust particles that ascend when burning in the flame tube 45, calm down the subsequent downward flow in the train 49a and in the outside of the flame tube 45th trained deposition chambers 50 can drop.
Das in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Heizungssystem 39 weist neben dem zum Heizkessel 40 gehörenden ersten Kesselunterteil 42 noch ein zweites Kessel- unterteil 51 auf, in dem ebenfalls ein Ausbrand- bzw. Ausglühraum 52 ausgebildet ist. Dabei wird der feste Kohlenstoff 47 mit Hilfe geeigneter - nur in Fig. 8 dargestellter - Transportvorrichtungen, beispielsweise mittels eines Schubrostes, durch den Ausbrand- bzw. Ausglühraum 41 des ersten Kesselunterteils 42 in den Ausbrand- bzw. Ausglühraum 52 des zweiten Kesselunter- teils 51 transportiert. Da die Temperatur in den beiden Ausbrand- bzw. Ausglühräumen 41, 52 geringer ist als die Temperatur innerhalb des Brennrohres 3, kommt es innerhalb der Ausbrand- bzw. Ausglühräume 41, 52 nicht zu einer Verschlackung des festen Kohlenstoffs 47, auch wenn als Brennstoff 2 eine Biomasse mit einem niedrigerem Ascherweichungspunkt, beispielsweise Getreide, verwendet wird. The heating system 39 shown in FIGS. 6 to 8, in addition to the first boiler lower part 42 belonging to the heating boiler 40, also has a second boiler lower part 51 in which a burn-out or annealing space 52 is likewise formed. In this case, the solid carbon 47 is conveyed by means of suitable transport devices, for example by means of a push grate, through the burn-out or annealing space 41 of the first boiler lower part 42 into the burn-out or annealing space 52 of the second boiler bottom part 51 transported. Since the temperature in the two burnout or Ausglühräumen 41, 52 is less than the temperature within the combustion tube 3, it comes within the Ausbrand- or Ausglühräume 41, 52 does not lead to a slagging of the solid carbon 47, even if as fuel. 2 a biomass with a lower ash softening point, for example cereals, is used.
Auf dem zweiten Kesselunterteil 51 ist ein zusätzlicher Wärmetauscher 53 so angeordnet, dass die im Flammenrohr 45 des Heizkessels 40 ausbrennenden Rauchgase, nachdem sie durch die Züge 49a, 49b des ersten Wärmetauschers 48 geströmt sind, durch die Züge 54 des Wärmetauschers 53 geleitet werden. Da innerhalb des Wärmetauschers 53 kein Flammenrohr 45 angeordnet ist, können in dem Wärmetauscher 53 eine Vielzahl von Zügen 54 angeordnet sein, so dass der Wärmetauscher 53 eine entsprechend große Oberfläche aufweist, wodurch ein Heizungssystem 39 mit einer hohen Leistung von mehre- ren 100 KW erreicht werden kann. On the second boiler base 51, an additional heat exchanger 53 is arranged so that the flue gases burning out in the flame tube 45 of the boiler 40, after having passed through the trains 49a, 49b of the first heat exchanger 48, are passed through the trains 54 of the heat exchanger 53. Since no flame tube 45 is arranged inside the heat exchanger 53, a plurality of trains 54 can be arranged in the heat exchanger 53, so that the heat exchanger 53 has a correspondingly large surface area, whereby a heating system 39 with a high power of several 100 kW is achieved can be.
Über einen Messfühler 55, der im Abgaskanal 56 des Heizungssystems 39 angeordnet ist, können Abgaswerte des Heizkessels 40 bzw. des Heizungssystems 39, insbesondere der Restsauerstoffgehalt der Rauchgase gemessen wer- den. In Abhängigkeit vom gemessenen Abgaswert kann dann die Menge und/oder der Druck der Luft durch die Primär-Luftzufuhreinrichtung 6, d. h. die Primär-Luft 23 oder die Luft durch die Sekundär-Luftzufiihreinrichtung 27, d. h. die Sekundär-Luft 34, eingestellt oder geregelt werden. Exhaust values of the boiler 40 or of the heating system 39, in particular the residual oxygen content of the flue gases, can be measured via a measuring sensor 55 which is arranged in the exhaust duct 56 of the heating system 39. Depending on the measured exhaust gas value then the amount and / or pressure of the air through the primary air supply means 6, ie the primary air 23 or the air through the secondary Luftzufiihreinrichtung 27, ie the secondary air 34, are set or regulated.
Das dargestellte Heizungssystem 39 weist schließlich noch ein die Antriebs- Vorrichtung 9 umgebendes Gehäuse 57 auf, durch das auch das zweite Sekun- där-Luftzufuhrrohr 32 geführt wird. Durch das Gehäuse 57 wird dabei neben einem mechanischen Schutz der Antriebsvorrichtung 9 auch eine verbesserteThe illustrated heating system 39 finally also has a housing 57 surrounding the drive device 9, through which the second secondary air supply pipe 32 is also guided. Through the housing 57 is in addition to a mechanical protection of the drive device 9 and an improved
Dichtigkeit des Brenners 1 erreicht, so dass gewährleistet ist, dass im Betrieb innerhalb des Heizungssystems 39 stets ein Unterdruck vorhanden ist, so dass kein Rauchgas nach außen entweichen kann. Tightness of the burner 1 is reached, so that it is ensured that during operation within the heating system 39 always a negative pressure is present, so that no flue gas can escape to the outside.
Auf der dem Brenner 1 gegenüberliegenden Seite des Heizungssystems 39 ist ein Staub- und Aschekasten 58 angeordnet, in dem die am Ende des zweiten Ausbrand- bzw. Ausglühraumes 52 sowie die in den Abscheideräumen 50 an- fallende mineralische Asche 59 gesammelt wird. On the side of the heating system 39 opposite the burner 1, a dust and ash box 58 is arranged, in which the mineral ash 59 accumulating at the end of the second burn-out or annealing space 52 and the precipitation spaces 50 are collected.
Bei der Ausfuhrungsvariante des Heizungssystems 39 gemäß Fig. 8, bei der sich der Hohlkörper 21 der Primär-Luftzufuhreinrichtung 6 in Längsrichtung des Brennrohres 3 erstreckt, ist die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung 27 nicht im Brenner 1 sondern im Heizkessel 40 vorgesehen. Die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung 27 weist ein Sekundär-Luftzuftihrrohr 28 und einen im Übergangsbereich zwischen dem Kesselunterteil 42 und dem Kesseloberteil 46 angeordneten Hohlkörper 31 auf. Der Hohlkörper 31 ist hier mit etwas Abstand unterhalb des Flammenrohrs 45 angeordnet ist, so dass Sekundär-Luft 34 in die aus den Brennrohr 3 und die aus dem Ausbrand- bzw. Ausglühraum 41 aufsteigenden Rauchgase geblasen werden kann, die gemeinsam im Flammenrohr 45 ausbrennen. Durch eine gezielte Einstellung der Menge der Sekundär- Luft 34 können die Rauchgase optimal im Flammenrohr 45 ausbrennen. Der Hohlkörper 31 kann alternativ auch unmittelbar angrenzend, d. h. ohne Ab- stand an die Unterseite des Flammenrohrs 45 angeordnet sein. In the embodiment variant of the heating system 39 according to FIG. 8, in which the hollow body 21 of the primary air supply device 6 extends in the longitudinal direction of the combustion tube 3, the secondary air supply device 27 is not provided in the burner 1 but in the heating boiler 40. The secondary air supply device 27 has a secondary Luftzuftihrrohr 28 and arranged in the transition region between the lower boiler part 42 and the boiler shell 46 hollow body 31. The hollow body 31 is arranged here with some distance below the flame tube 45, so that secondary air 34 can be blown into the rising from the combustion tube 3 and from the Ausbrand- or Ausglühraum 41 flue gases that burn together in the flame tube 45. By a targeted adjustment of the amount of secondary air 34, the flue gases can optimally burn out in the flame tube 45. The hollow body 31 may alternatively also immediately adjacent, d. H. be arranged without a gap to the underside of the flame tube 45.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, ist der Hohlkörper 31 der Sekundär-Luftzufuhreinrichtung 27 als Rohrring mit mehren Luftdüsen ausgebildet, durch die Sekundär-Luft 34 in die Rauchgase geblasen wird. Die Luftdüsen sind dabei tangential ausgerichtet, wodurch das Gasgemisch in eine rotierende Bewegung versetzt wird, was zu einer vorteilhaften Verlängerung des Verbren- nungsweges im Flammenrohr 45 führt. Außerdem wird dadurch eine sehr gute und gleichmäßige Durchmischung der Rauchgase mit der Sekundär-Luft 34 erreicht. Im Brennrohr 3 ist hier noch ein Abstreifblech 60 angeordnet, welches mit dafür sorgt, dass durch die Förderschnecke 5 nachgeführter Brennstoff 2 nach vorne, in Richtung des offenen Endes 7 bewegt wird. Außerdem weist das Heizungssystem 39 bei der in Fig. gezeigten Ausführung noch eine Tertiär- Luftzufuhreinrichtung mit einem dritten Gebläse 61 und einem Tertiär-Luftzu- fuhrrohr 62 auf, in dem mehrere Luftdüsen ausgebildet wird. Durch die Terti- är-Luftzufuhreinrichtung wird Nachverbrennungsluft in die beiden Ausbrandbzw. Ausglühräume 41 und 52 geblasen, wodurch das Ausbrennen des Kohlenstoffs 47 weiter verbessert wird. Die danach noch verbleibende mineralische Asche 59 wird mit Hilfe der Transportvorrichtungen 63, die mehrere Transportschaufeln 64 aufweist, in den Staub- und Aschekasten 58 befördert. Die Transportschaufeln 64 sind dabei derart beweglich am Transportband befestigt, dass sie in der Vorwärtsbewegung der Transportvorrichtungen 63 - in Fig. 8 mit gestrichelter Linie und dem Bezugszeichen 64' gekennzeichnet - den Kohlenstoff 47 in Richtung des Brenners 1 und in der Rückwärtsbewe- gung den Kohlenstoff 47 in Richtung des Staub- und Aschekastens 58 fördern. As is apparent from Fig. 8, the hollow body 31 of the secondary air supply means 27 is formed as a pipe ring with a plurality of air nozzles is blown through the secondary air 34 into the flue gases. The air nozzles are aligned tangentially, whereby the gas mixture is placed in a rotating movement, resulting in an advantageous extension of the combustion tion path in the flame tube 45 leads. In addition, a very good and uniform mixing of the flue gases with the secondary air 34 is achieved. In the combustion tube 3 here is a Abstreifblech 60 is arranged, which ensures that by the screw conveyor 5 tracked fuel 2 is moved forward, in the direction of the open end 7. In addition, in the embodiment shown in FIG. 1, the heating system 39 also has a tertiary air supply device with a third blower 61 and a tertiary air supply pipe 62, in which a plurality of air nozzles is formed. By means of the tertiary air supply device, afterburning air is introduced into the two burnout zones. Ausglühräume 41 and 52 blown, whereby the burnout of the carbon 47 is further improved. The remaining mineral ash 59 is then transported into the dust and ash box 58 by means of the transport devices 63, which has a plurality of transporting blades 64. The transporting vanes 64 are fastened to the conveyor belt in such a way that they move in the forward movement of the transport devices 63 -shown in FIG. 8 with a dashed line and the reference numeral 64 '- the carbon 47 in the direction of the burner 1 and in the reverse movement the carbon 47 in the direction of the dust and ash box 58 promote.
Aus der obigen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Brenners 1 sowie des Heizungssystems 39 ist ersichtlich, dass das Heizungssystem 39 insgesamt modular aufgebaut ist, so dass es in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung sowie in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Brennstoffes 2 neben dem Brenner 1 unterschiedliche Komponenten aufweisen kann. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, dass der Brenner 1 lediglich mit einem herkömmlichen Heizkessel, der einen Wärmetauscher aufweist, verbunden wird, wenn als Brennstoff 2 beispiels- weise Holz verwendet wird, dessen Ascheerweichungspunkt so hoch ist, dass das Holz vollständig innerhalb des Brennrohres 3 verbrannt und somit auf die Verwendung einer zweiten Verbrennungsstufe verzichtet werden kann. From the above description of the preferred embodiments of the burner 1 according to the invention and of the heating system 39, it can be seen that the heating system 39 has a total modular construction, so that it depends on the desired performance and on the type of fuel 2 used next to the burner 1 may have different components. In principle, it is also possible for the burner 1 to be connected only to a conventional heating boiler having a heat exchanger if, for example, wood is used as the fuel 2 whose ash softening point is so high that the wood is completely inside the combustion pipe 3 burned and thus can be dispensed with the use of a second combustion stage.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Brenner für die Verbrennung von festem Brennstoff (2), insbesondere Biomasse, mit einem Brennrohr (3), mit einer Brennstelle, mit einer Zuführ- einrichtung (4) zur Förderung des Brennstoffs (2) zur Brennstelle (4) und mit einer Primär-Luftzufuhreinrichtung (6), A burner for the combustion of solid fuel (2), in particular biomass, with a combustion tube (3), with a burner, with a feed device (4) for conveying the fuel (2) to the burner (4) and with a Primary air supply device (6),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Brennrohr (3) im Grundzustand im Wesentlichen waagerecht angeordnet ist und aus Keramik besteht, that the combustion tube (3) is arranged substantially horizontally in the ground state and consists of ceramic,
dass die Zuführeinrichtung (4) auf der der offenen Seite (7) des Brennrohres (3) gegenüberliegenden Seite (8) in das Brennrohr (3) hineinragt, und dass eine Antriebsvorrichtung (9) zur drehenden Bewegung des Brennrohres (3) um seine Längsachse vorgesehen ist, in that the feed device (4) projects into the combustion tube (3) on the side (8) opposite the open side (7) of the combustion tube (3), and in that a drive device (9) rotates the combustion tube (3) about its longitudinal axis is provided,
so dass das Brennrohr (3) derart drehbar ist, dass der von der Zuführeinrich- tung (4) zur Brennstelle geförderte Brennstoff (2) durch die Drehung des Brennrohres (3) sowohl umgewälzt als auch in Richtung der offenen Seite (7) des Brennrohres (3) bewegt wird. such that the combustion tube (3) is rotatable in such a way that the fuel (2) conveyed from the supply device (4) to the combustion station is both circulated by the rotation of the combustion tube (3) and in the direction of the open side (7) of the combustion tube (3) is moved.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Brennrohr (3) von einem Stahlmantel (10) umgeben ist, wobei der Stahlmantel (10) drehfest mit dem Brennrohr (3) verbunden ist. 2. Burner according to claim 1, characterized in that the ceramic combustion tube (3) by a steel shell (10) is surrounded, wherein the steel shell (10) rotatably connected to the combustion tube (3) is connected.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Brennrohr (3) bzw. der Stahlmantel (10) von einem doppelwandigen, von einer Flüssigkeit durchflossenen Zylinder (11) umgeben ist, wobei das Brennrohr (3) bzw. der Stahlmantel (10) relativ zum Zylinder (11) drehbar ist. 3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic combustion tube (3) or the steel shell (10) by a double-walled, liquid-flow cylinder (11) is surrounded, wherein the combustion tube (3) or the Steel shell (10) relative to the cylinder (11) is rotatable.
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (9) einem Motor (12), eine Antriebswelle (13) und eine Stützachse (14) aufweist. 4. Burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive device (9) has a motor (12), a drive shaft (13) and a support shaft (14).
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Brennrohr (3) bzw. an dem Stahlmantel (10) mindestens zwei Laufringe (15) ange- ordnet sind, und dass die Antriebswelle (13) mindestens zwei Antriebsräder (16) und die Stützachse (14) mindestens zwei Stützräder (17) aufweist, wobei die Antriebsräder (16) und die Stützräder (17) vorzugsweise jeweils eine U- förmige Felge (18) zur axialen Führung der Laufringe (15) aufweisen. 5. Burner according to claim 4, characterized in that on the combustion tube (3) or on the steel shell (10) at least two races (15) ange- are arranged, and that the drive shaft (13) at least two drive wheels (16) and the support shaft (14) at least two support wheels (17), wherein the drive wheels (16) and the support wheels (17) preferably each have a U-shaped rim ( 18) for axial guidance of the races (15).
6. Brenner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der Antriebswelle (13) und der Stützachse (14) anhebbar oder absenkbar ist, so dass die offenen Seite (7) des Brennrohrs (3) relativ zur gegenüberliegenden Seite (8) anhebbar oder absenkbar ist. 6. Burner according to claim 4 or 5, characterized in that one end of the drive shaft (13) and the support shaft (14) can be raised or lowered, so that the open side (7) of the combustion tube (3) relative to the opposite side (8 ) is raised or lowered.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Luftzufuhreinrichtung (6) einen innerhalb des keramischen Brennrohres (3) angeordneten Hohlkörper (21) mit mehreren Primär-Luftdüsen (22) aufweist, durch die Luft in Richtung der Brennstelle in die Verbrennungszone eingeblasen werden kann. 7. Burner according to one of claims 1 to 6, characterized in that the primary air supply means (6) within the ceramic combustion tube (3) arranged hollow body (21) with a plurality of primary air nozzles (22) through the air in the direction the burner can be blown into the combustion zone.
8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlkörper (21) in Längsrichtung des Brennrohres (3) erstreckt, vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Länge des Brennrohres (3), wobei der Hohl- körper (21) ortsfest oberhalb der Mittelachse des Brennrohres (3) angeordnet ist, so dass das Brennrohr (3) relativ zum Hohlkörper (21) drehbar ist und der Hohlkörper (21) mit dem durch die Drehung des Brennrohres (3) umgewälzten Brennstoff (2) nicht in Berührung kommt. 8. Burner according to claim 7, characterized in that the hollow body (21) extends in the longitudinal direction of the combustion tube (3), preferably substantially over the entire length of the combustion tube (3), wherein the hollow body (21) fixed above the Center axis of the combustion tube (3) is arranged so that the combustion tube (3) relative to the hollow body (21) is rotatable and the hollow body (21) with the by the rotation of the combustion tube (3) circulated fuel (2) does not come into contact.
9. Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (21) und die Primär-Luftdüsen (22) derart außermittig im Brennrohr (3) angeordnet und ausgerichtet sind, dass mindestens die Hälfte des durch die Drehung des Brennrohres (3) umgewälzten und aus dem unteren Scheitel des Brennrohres (3) herausbewegten Brennstoffs (2) mit Luft versorgt wird, wobei die Luft im wesentlichen senkrecht auf den sich in der Brennstelle befindlichen Brennstoff (2) geblasen wird. 9. Burner according to claim 8, characterized in that the hollow body (21) and the primary air nozzles (22) are arranged eccentrically in the combustion tube (3) and aligned such that at least half of the by the rotation of the combustion tube (3) circulated and is supplied with air from the lower apex of the combustion tube (3) moved out fuel (2), wherein the air is blown substantially perpendicular to the fuel located in the combustion point (2).
10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundär-Luftzufuhreinrichtung (27) vorgesehen ist, die ein Sekundär- Luftzufuhrrohr (28) und mindestens eine ins Innere des keramischen Brennrohres (3) ragende Sekundär-Luftdüse (29) aufweist, durch die Luft in die Flamme des verbrennenden Brennstoffes (2) geblasen werden kann, der sich in der Brennstelle befindet, wobei das Sekundär-Luftzufuhrrohr (28) vorzugsweise durch den Hohlkörper (21) der Primär-Luftzufuhreinrichtung (6) geführt ist. 10. Burner according to one of claims 1 to 9, characterized in that a secondary air supply means (27) is provided which has a secondary air supply pipe (28) and at least one into the interior of the ceramic combustion tube (3) projecting secondary air nozzle (29 ), through the air in the Flame of the combustible fuel (2) can be blown, which is located in the focal point, wherein the secondary air supply pipe (28) is preferably guided by the hollow body (21) of the primary air supply means (6).
11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundär- Luftzufuhreinrichtung (27) ein zweites Sekundär-Luftzufuhrrohr (32) aufweist, das außen am keramischen Brennrohr (3) vorbeigeführt ist und dessen Ende (33) von der offenen Seite (7) in das Brennrohr (3) hineinragt, so dass Luft in die Flamme des verbrennenden Brennstoffes (2) geblasen werden kann, der sich in der Brennstelle befindet. 11. Burner according to claim 10, characterized in that the secondary air supply means (27) has a second secondary air supply pipe (32), which is externally past the ceramic combustion tube (3) and whose end (33) from the open side (7 ) projects into the combustion tube (3), so that air can be blown into the flame of the burning fuel (2), which is located in the focal point.
12. Brenner nach Anspruch 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Luftzufuhreinrichtung (6) und die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung (27) jeweils an ein eigenes Gebläse (24, 30) angeschlossen sind, und dass die Menge und/oder der Druck der Luft, die durch die Primär-Luftzufuhreinrichtung (6) und/oder die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung (27) in die Brennstelle bzw. in die Flamme des verbrennenden Brennstoffes (2) geblasen wird, einstellbar ist, 12. Burner according to claim 10 or 1 1, characterized in that the primary air supply means (6) and the secondary air supply means (27) are each connected to a separate blower (24, 30), and that the amount and / or the Pressure of the air which is blown through the primary air supply device (6) and / or the secondary air supply device (27) into the combustion chamber or into the flame of the combustible fuel (2) is adjustable,
13. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messfühler vorgesehen ist, der mindestens einen Abgaswert des Brenner (1) misst, so dass die Menge und/oder der Druck der Luft durch die Primär-Luftzufuhreinrichtung (6) und/oder die Sekundär-Luftzufuhreinrichtung (27) in Abhängig- keit vom gemessenen Abgaswert einstellbar oder regelbar ist. 13. Burner according to claim 12, characterized in that a sensor is provided which measures at least one exhaust gas value of the burner (1), so that the amount and / or the pressure of the air through the primary air supply means (6) and / or the Secondary air supply means (27) is adjustable or controllable in dependence on the measured exhaust gas value.
14. Heizungssystem mit einem Brenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, für die Verbrennung von festem Brennstoff (2), insbesondere Biomasse, und mit einem an der offenen Seite (7) des Brennrohres (3) des Brenners (1) angrenzenden Heizkessel (40). 14. Heating system with a burner (1) according to one of claims 1 to 13, for the combustion of solid fuel (2), in particular biomass, and with one on the open side (7) of the combustion tube (3) of the burner (1). adjacent boiler (40).
15. Heizungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkessel (40) aus einem einen Ausbrand- bzw. Ausglühraum (41) als zweite Verbrennungsstufe aufweisenden Kesselunterteil (42) und einem eine Kes- seiwand (43), einen Kesseldeckel (44) und ein Flammenrohr (45) aufweisenden Kesseloberteil (46) besteht, wobei die offene Seite (7) des Brennrohres (3) in das Kesselunterteil (42) hineinragt, so dass der aus dem Brennrohr (3) heraus transportierte feste Kohlenstoff (47) in den Ausbrand- bzw. Ausglühraum15. Heating system according to claim 14, characterized in that the boiler (40) consists of a combustion chamber (41) as a second combustion stage having boiler lower part (42) and a Kes beveling wall (43), a boiler cover (44). and a boiler shell (46) having a flame tube (45), wherein the open side (7) of the combustion tube (3) protrudes into the boiler base (42), so that the out of the combustion tube (3) transported out solid carbon (47) in the Ausbrand- or Ausglühraum
(41) gelangt und dort weiter ausbrennt bzw. ausglüht und wobei die im Ausbrand- bzw. Ausglühraum (41) entstehenden Rauchgase zusammen mit den aus dem Brennrohr (3) aufsteigenden Rauchgasen im Flammenrohr (45) ausbrennen. (41) passes and there burns out further or anneals and wherein the combustion in the Ausbrand- or Ausglühraum (41) resulting flue gases burn out together with the from the combustion tube (3) rising flue gases in the flame tube (45).
16. Heizungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundär-Luftzufuhreinrichtung (27) vorgesehen ist, die ein Sekundär-Luftzu- fuhrrohr (28) und einen im Übergangsbereich zwischen dem Kesselunterteil16. A heating system according to claim 15, characterized in that a secondary air supply device (27) is provided, which a secondary air supply pipe (28) and one in the transition region between the boiler base
(42) und dem Kesseloberteil (46) angeordneten Hohlkörper (31) aufweist, wobei der Hohlkörper (31) unmittelbar angrenzend oder mit etwas Abstand unterhalb des Flammenrohrs (45) angeordnet ist, so dass Luft in die aus den Brennrohr (3) und die aus dem Ausbrand- bzw. Ausglühraum (41) aufsteigen- den Rauchgase geblasen werden kann, die im Flammenrohr (45) ausbrennen. (42) and the boiler shell (46) arranged hollow body (31), wherein the hollow body (31) is disposed immediately adjacent or at some distance below the flame tube (45), so that air from the burner tube (3) and the From the burn-out or Ausglühraum (41) rising flue gases can be blown, burn out in the flame tube (45).
17. Heizungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (31) der Sekundär-Luftzufuhreinrichtung (27) als Rohrring mit mehren Luftdüsen ausgebildet ist, durch die Luft in die Rauchgase geblasen wird, wobei die Luftdüsen vorzugsweise tangential ausgerichtet sind. 17. Heating system according to claim 16, characterized in that the hollow body (31) of the secondary air supply device (27) is designed as a pipe ring with a plurality of air nozzles is blown through the air into the flue gases, wherein the air nozzles are preferably aligned tangentially.
18. Heizungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kesselwand (43) von einem vorzugsweise mehrzügigen Wärmetauscher (48) umgeben ist, wobei der Wärmetauscher (48) vorzugswei- se mit Teflon oder einem anderen hitzebeständigen Material beschichtet ist. 18. Heating system according to one of claims 15 to 17, characterized in that the boiler wall (43) by a preferably mehrzügigen heat exchanger (48) is surrounded, wherein the heat exchanger (48) is preferably coated with Teflon or other heat-resistant material.
19. Heizungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkessel (1) und/oder der Wärmetauscher (48) mindestens einen Zug (49a) aufweisen, in dem die Rauschgase abwärts strömen, und dass außerhalb des Flammenrohres (45) mindestens ein Abscheideraum (50) vorgesehen ist, in den Staubpartikel absinken können. 19. Heating system according to one of claims 15 to 18, characterized in that the heating boiler (1) and / or the heat exchanger (48) at least one train (49 a), in which the noise gases flow downwards, and that outside of the flame tube (45 ) at least one separation chamber (50) is provided, can sink into the dust particles.
20. Heizungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an das Kesselunterteil (42) des Heizkessels (40) ein zweites Kesselunterteil (51) angrenzt, und dass der feste Kohlenstoff (47) durch den Ausbrand- bzw. Ausglühraum (41) des ersten Kesselunterteils (42) in einen im zweiten Kesselunterteil (51) ausgebildeten zweiten Ausbrand- bzw. Ausglühraum (52) transportiert wird und dort weiter ausbrennt bzw. ausglüht, wobei auch die im zweiten Ausbrand- bzw. Ausglühraum (52) entstehenden Rauchgase zusammen mit den aus dem Brennrohr (3) aufsteigenden Rauch- gasen im Flammenrohr (45) ausbrennen. 20. Heating system according to one of claims 15 to 19, characterized in that adjacent to the boiler lower part (42) of the boiler (40), a second boiler lower part (51), and that the solid carbon (47) through the Ausbrand- or Ausglühraum ( 41) of the first boiler lower part (42) into one in the second boiler lower part (51) formed second Ausbrand- or Ausglühraum (52) is transported and further burns out or anneals there, whereby also in the second Ausbrand- or Ausglühraum (52) resulting flue gases together with the from the combustion tube (3) Burn out rising flue gases in the flame tube (45).
21. Heizungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (53) vorgesehen ist, der derart mit dem Kesseloberteil (46) des Heizkessels (40) verbunden ist, dass die im Flammen- röhr (45) ausbrennenden Rauschgase durch die Züge (54) des Wärmetauschers (53) geleitet werden, wobei der Wärmetauscher (53) vorzugsweise auf dem zweiten Kesselunterteil (51) angeordnet ist. 21. Heating system according to one of claims 15 to 20, characterized in that a heat exchanger (53) is provided, which is so connected to the boiler shell (46) of the boiler (40), that in the flame tube (45) ausbrennenden noise gases are passed through the trains (54) of the heat exchanger (53), wherein the heat exchanger (53) is preferably arranged on the second boiler lower part (51).
22. Heizungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Messfühler (55) vorgesehen ist, der mindestens einen Abgaswert des Heizkessels (40), insbesondere den Restsauerstoffgehalt der Rauchgase im Abgaskanal (56) des Heizkessels (40) misst, und dass in Abhängigkeit vom gemessenen Abgaswert die Menge und/oder der Druck der Luft durch die Primär-Luftzufuhreinrichtung (6) und/oder die Sekundär- Luftzufuhreinrichtung (27) einstellbar oder regelbar ist. 22. Heating system according to one of claims 14 to 21, characterized in that a measuring sensor (55) is provided, the at least one exhaust gas value of the boiler (40), in particular the residual oxygen content of the flue gases in the exhaust passage (56) of the boiler (40). measures, and that in dependence on the measured exhaust gas value, the amount and / or pressure of the air through the primary air supply means (6) and / or the secondary air supply means (27) is adjustable or adjustable.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016001526A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-10 Qirui Huang A system solution and waste treatment facility for hospital waste (waste, waste water and waste gas)
CN109000258B (en) * 2018-07-13 2020-02-21 云南博曦环保设备有限公司 Waste incineration purification device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010021370A1 (en) 2010-05-25 2011-12-01 Werkstätten GmbH Heating system for use in e.g. local heat-supply network for combustion of biomass, has separate ash pipe attached at open side of combustion pipe for receiving and after-combustion of fuel, which is delivered from combustion pipe

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1288570A2 (en) 2001-08-31 2003-03-05 Werner Boos Boiler for the combustion of solid fuel
DE102007054114A1 (en) 2007-11-10 2009-05-20 Iht Innovative Heiztechnik Gmbh Boiler for combustion of solid fuel

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2058338A (en) * 1979-09-15 1981-04-08 Auto Alloys Foundries Ltd A rotary grate for burning solid fuel
JPH1096507A (en) * 1996-08-02 1998-04-14 Yamaichi Kinzoku Kk Waste resin-processing burner
US5927970A (en) * 1996-10-02 1999-07-27 Onsite Technology, L.L.C. Apparatus for recovering hydrocarbons from solids
SE517399C2 (en) * 2000-10-06 2002-06-04 Swedish Bioburner System Ab Procedure for automated combustion with solid fuel
SE519605C2 (en) * 2001-04-26 2003-03-18 Swedish Bioburner System Ab Solid fuel device and method
WO2008122279A2 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 S+K Gmbh Haus- Und Energietechnik Solid fuel burner and operating method for the cooling thereof
EP2162677A2 (en) * 2007-05-18 2010-03-17 Systemy S.r.o. Combustion burner - combustion chamber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1288570A2 (en) 2001-08-31 2003-03-05 Werner Boos Boiler for the combustion of solid fuel
DE102007054114A1 (en) 2007-11-10 2009-05-20 Iht Innovative Heiztechnik Gmbh Boiler for combustion of solid fuel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016001526A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-10 Qirui Huang A system solution and waste treatment facility for hospital waste (waste, waste water and waste gas)
CN109000258B (en) * 2018-07-13 2020-02-21 云南博曦环保设备有限公司 Waste incineration purification device

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